Улучшенная ячейка на основе халькогенидного материала с сурьмой устанавливает рекорд фотоэлектрической эффективности

Ученые из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии разработали усовершенствованный халькогенидный солнечный элемент на основе сурьмы с сертифицированной фотоэлектрической эффективностью 10,7%, установив новый рекорд для этого типа материалов. Соответствующая статья была опубликована в последнем номере журнала *Nature Energy*.

Данный материал обладает четырьмя ключевыми преимуществами: обильное сырье и низкая стоимость без использования редких или драгоценных металлов; стабильная структура и длительный срок службы — как неорганический материал, он значительно устойчивее к старению, чем органические или перовскитные устройства; чрезвычайно высокое поглощение света, требующее пленки толщиной всего около 300 нанометров для эффективного улавливания солнечного света; возможность формирования пленки при относительно низких температурах, что значительно снижает энергопотребление и облегчает массовое производство.

Несмотря на эти очевидные преимущества, фотоэлектрическая эффективность таких элементов с 2020 года не могла преодолеть барьер в 10%. Последние исследования показали, что проблема заключается в неравномерном распределении элементов в процессе производства — сера и селен распределяются неравномерно, создавая «энергетический барьер», который препятствует плавному транспорту фотоиндуцированных зарядов, приводя к потерям энергии. Для решения этой проблемы команда ingeniously добавила небольшое количество сульфида натрия в процессе синтеза, что значительно улучшило эффективность транспорта зарядов.