Репортаж от Wedoany，Международная исследовательская группа под руководством Университета Монаша (Monash University) разработала коммерчески масштабируемый безындиевый тандемный солнечный элемент, в котором дефицитный индий заменён оксидом олова. Данный элемент продемонстрировал сертифицированную эффективность 31% на мини-модуле площадью 207,9 квадратных сантиметров. Это производственное достижение направлено на снижение стоимости высокоэффективных солнечных панелей.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science и демонстрируют первый высокопроизводительный, коммерчески масштабируемый безындиевый перовскитный тандемный солнечный элемент. Исследователи заменили оксиды на основе индия оксидом олова, стоимость которого составляет лишь около одной сотой стоимости индия, сохранив при этом высокую производительность. С ростом спроса на солнечную энергию снижение зависимости от индия становится всё более важным, поскольку этот металл широко используется в электронике, а его ограниченные поставки создают проблемы для крупномасштабного производства.
Профессор Юань Чэн (Yuan Cheng) из кампуса Университета Монаша в Сучжоу и факультета материаловедения и инженерии отметил, что это достижение демонстрирует возможность выхода технологии за пределы лабораторных устройств. Он упомянул, что, учитывая, что стоимость олова составляет лишь одну сотую стоимости индия, этот прорыв открывает новую материальную парадигму и высокоосуществимый инженерный маршрут для недорогих, устойчивых и масштабируемых тандемных фотоэлектрических устройств, что имеет стратегическое значение для индустриализации и развёртывания на тераваттном уровне следующего поколения сверхэффективных фотоэлектрических технологий.
Исследователи использовали процесс реактивного плазменного осаждения с низким уровнем повреждений для замены индия оксидом олова, создав тандемный солнечный элемент. Этот элемент не только достиг сертифицированной эффективности 31% на мини-модуле коммерческого размера, но и продемонстрировал повышенную долговечность. По словам команды, эти устройства выдерживали высокие температуры, высокую влажность и более трёх месяцев эксплуатации на открытом воздухе, сохраняя при этом высокую производительность. Профессор Чэн отметил, что превышение порога эффективности в 30% на тандемных модулях коммерческого размера является важным технологическим этапом.
Исследовательская группа разработала процесс реактивного плазменного осаждения (RPD) для плёнок оксида олова (SnOx) в качестве композитного слоя, достигнув сертифицированной эффективности 33,6% на площади 1 квадратный сантиметр. Расширив применение RPD-SnOx на передние и задние прозрачные электроды, им удалось создать безындиевый тандемный солнечный элемент и масштабировать технологию до мини-модуля площадью 207,9 квадратных сантиметров, получив сертифицированную эффективность 31,0%.
Исследование возглавлялось профессором Юанем Чэном из Университета Монаша, профессорами Сяохун Чжан (Xiaohong Zhang) и Синьбо Ян (Xinbo Yang) из Университета Сучжоу, доктором Цзыцзя Ли (Zijia Li) из компании Chint New Energy Technology Co. Ltd, а также исследователями из нескольких университетов и партнёров по фотоэлектрической промышленности. Результаты опубликованы в журнале Science.
