Два модуля площадью 16 и 37 кв. см., созданные американскими и китайскими учеными, достигли рекордных уровней КПД - 17,58% и 16,06%, соответственно, - при долгом сроке службы. Найденный ими новый, упрощенный процесс производства стабильных перовскитовых солнечных элементов обещает стать решением ключевой проблемы, не позволявшей до сих пор наладить массовое производство и коммерциализацию этой перспективной технологии возобновляемой энергетики.

Перовскитовые фотоэлементы не первое десятилетие считаются достойным конкурентом кремниевым. Однако их коммерциализации мешает отсутствие подходящего решения основной проблемы отрасли: масштабирования производства производительных солнечных элементов из перовскита.

Команда специалистов из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе и Национального университета Тайваня разработала одноэтапный метод покрытия центрифугированием с использованием жидкого растворителя сульфолана. Этим составом покрывается предшественник перовскита, из которого в ходе химической реакции возникает перовскитовый кристалл.

Процесс позволяет получить высокопродуктивные фотоэлементы большой площади с высокой производительностью. В результате получаются два модуля с большой активной областью, один около 16 кв. см, второй почти 37 кв. см. Их КПД преобразования солнечного света в электричество составляет 17,58% и 16,06%, соответственно. Кроме того, у них высокий эксплуатационный срок службы.

Еще одним препятствием для промышленного производства перовскитовых фотоэлементов является узкий производственный интервал - время, за которое пленка должна быть нанесена на подложку. Для получения равномерного слоя этот процесс не может выходить за рамки нескольких секунд. Однако благодаря использованию сульфолана интервал увеличился до 90 секунд.

Новый метод легко адаптируется к существующим методам производства, сообщают ученые.