Найден способ увеличения КПД перовскитных солнечных элементов

Перовскиты — почти наступившее будущее оптоэлектроники и фотоники. Их эффективность в качестве солнечных элементов давно обогнала кремниевые аналоги и превысила 25%.

Учёные Красноярского научного центра СО РАН нашли способ дальнейшего роста КПД перовскитных солнечных элементов и проверили экспериментально, насколько он эффективен. Результаты замеров опубликованы в журнале "Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки".

Исследователи модифицировали перовскитный солнечный элемент с помощью фотонного кристалла и золотой нанорешётки, что позволило повысить его эффективность на 35%.

"Фотонными кристаллами называют среды, в которых показатель преломления изменяется в пространстве с периодом, сопоставимым с длиной волны света. В результате в спектральном составе прошедших через кристалл световых волн образуются пробелы, которые называют запрещёнными зонами. Их появление означает, что в этом спектральном диапазоне свет не может войти в фотонный кристалл или выйти из него", — объясняет инженер лаборатории фотоники молекулярных систем Института физики имени Киренского СО РАН Дмитрий Пыхтин.

Отражённый в пределах запрещённой зоны свет проходит через слой перовскита повторно, а золотая нанорешётка приводит его в особое состояние — таммовский плазмон-поляритон

"Таммовский плазмон-поляритон — это состояние света, локализованное на границе двух отражающих сред. В предложенном солнечном элементе в качестве зеркал выступают фотонный кристалл и решётка золотых нанополос", — добавляет научный сотрудник Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН кандидат физико-математических наук Рашид Бикбаев.

Изобретатели подобрали оптимальные параметры структуры, чтобы максимальное число фотонов попадало на полупроводниковые переходы перовскита.