Учёные из Автономного университета Керетаро (Мексика) под руководством доктора Латы Масамы сообщили о значительном прорыве в области солнечной энергетики. Их исследование посвящено разработке нового класса солнечных элементов на основе халькогенидных перовскитов. Эти элементы представляют собой перспективную альтернативу существующим солнечным батареям на основе свинца, которые, несмотря на высокую эффективность (до 29% в некоторых конфигурациях), страдают от недостаточной долговременной стабильности и токсичности свинца.

Халькогенидные перовскиты — перспективные материалы для солнечных элементов благодаря своим уникальным свойствам. Они долговечны, их можно «настраивать» для поглощения света, эффективно преобразуют свет в энергию и хорошо проводят положительные заряды. Учёные во главе с доктором Масамой испытали новую солнечную батарею. Они сделали её из нескольких слоёв разных материалов. Сначала в качестве одного из слоёв, который проводит ток, взяли молибденит (MoS2). Затем проверили ещё 40 материалов — от классических полупроводников до современных проводящих плёнок. Это первое подобное масштабное исследование.

Для оптимизации параметров устройства учёные использовали инструмент моделирования SCAPS-1D, разработанный Марком Бургельманом из Гентского университета. В общей сложности было смоделировано 1627 конфигураций солнечных элементов при условиях, максимально приближенных к реальным.

Результаты исследования показали, что новые перовскиты (SrHfSe3) могут эффективно преобразовывать солнечный свет в электричество. Учёные оптимизировали параметры материалов, чтобы они лучше поглощали свет, уменьшали потери энергии и улучшали перенос заряда. Лучшие результаты показали три материала в качестве проводящего слоя: SnS (КПД 27,87%), CPE-K (27,39%) и Ti2CO2 (26,3%). Их эффективность связана с усилением тока, улучшением удержания заряда и снижением помех в работе батареи.

Исследование подтвердило, что такие перовскиты — перспективная основа для создания стабильных, эффективных и экологичных солнечных элементов.