Обычные солнечные панели ловят свет только одной стороной, а двусторонние (Bi-PSC) могли бы использовать отраженные лучи — но тут есть проблема. Задний полупрозрачный электрод почти не отражает свет, и часть фотонов просто теряется. Чтобы это исправить, исследователи сделали два ключевых шага.

Сначала они увеличили толщину светопоглощающего слоя из перовскита — так фотоны дольше «блуждают» внутри и чаще превращаются в электричество. Но толстый слой — это риск: при быстром росте кристаллы получаются неоднородными, появляются дефекты, и КПД падает. Тогда в дело вступила добавка EGTHCl (соль на основе тиомочевины). Она замедляет кристаллизацию, и пленка формируется плотной, без изъянов.

Перовскитный солнечный элемент — это тип батареи, где свет поглощает слой с кристаллической структурой, похожей на минерал перовскит. Дешевле в производстве, чем кремниевые аналоги, но пока менее стабилен.

Результат:

• КПД вырос до 23.4% — рекорд для таких батарей.
• Потери тока снизились до 1.67 мА/см².
• Стабильность — 2000 часов работы без серьезной деградации.

Это не просто лабораторный успех. Метод использует стандартные процессы, а значит, легко масштабируется.

Результаты опубликованы в издании Science Bulletin.

Для промышленности:

• Удешевление энергии — двусторонние панели эффективнее даже в пасмурную погоду за счет отраженного света (например, от крыш или снега).
• Гибкость применения — такие батареи можно интегрировать в фасады зданий, шумозащитные экраны дорог.

Для науки:

• Механизм контроля кристаллизации с помощью EGTHCl пригодится и в других типах солнечных элементов.

Исследование не учитывает долгосрочное воздействие влаги и перепадов температур на стабильность EGTHCl. Перовскиты известны чувствительностью к окружающей среде, а добавка может менять свои свойства при реальных условиях эксплуатации.

Ранее ученые заявили об эффективности солнечных батарей даже в пасмурные дни.