Эффективность солнечных элементов с тройным переходом на основе перовскита и кремния впервые превысила 30%
18.03.2026
Учёные из Швейцарии добились настоящего прорыва. Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны и Швейцарской высшей технической школы Цюриха создали солнечный элемент с тройным переходом, который показал впечатляющий результат — 30,02% эффективности. Это серьёзный шаг вперёд: предыдущий рекорд составлял всего 27,1%.
Что особенно важно, новое достижение не просто «красивые цифры» в лаборатории. Разработчики сумели найти баланс: повысить КПД, но при этом не превратить производство в золотую мечту, недоступную для реального применения.
В чём секрет?
Многие рекордные показатели в сфере солнечной энергетики достигаются либо с помощью очень дорогих материалов, либо в идеальных лабораторных условиях — а в реальной жизни такие решения часто оказываются бесполезными.
Швейцарская разработка идёт другим путём. В основе нового элемента — «сэндвич» из трёх слоёв:
Почему это важно для рынка
Часто блестящие лабораторные прототипы так и остаются на бумаге или в стенах институтов. Но этот случай — исключение. Технология не только демонстрирует высокую производительность, но и потенциально может быть масштабирована для массового производства.
Керем Артук, ведущий автор исследования, поясняет суть прорыва:
«Мы доказали, что грамотное проектирование и обработка материалов позволяют достичь эффективности, которая раньше была доступна только для космических батарей. Те элементы, состоящие из нескольких полупроводниковых слоёв, действительно мощны — их КПД доходит до 37%. Но и цена у них соответствующая: примерно в тысячу раз выше, чем у обычных наземных панелей. Наша разработка открывает дорогу к созданию промышленных солнечных батарей нового поколения — мощных и при этом экономически оправданных».
Это особенно актуально для США, где солнечная энергетика активно развивается. Более эффективные панели означают, что:
Как удалось победить слабые места
Солнечные элементы с тройным переходом обещают много, но и проблем у них хватает. Команда из Лозанны сосредоточилась на двух ключевых сложностях:
Прогресс впечатляет, отмечает Кристоф Баллиф:
«В 2018 году наш первый прототип показывал всего 13% КПД. Сегодня мы преодолели отметку в 30% — это огромный скачок. И самое интересное, что потенциал таких элементов ещё не исчерпан: теоретически их эффективность может превысить 40%, что намного выше показателей обычных и тандемных панелей».
Главная преграда на пути высокоэффективных солнечных батарей — их цена. Элементы на основе соединений III–V действительно эффективны, но слишком дороги для широкого применения.
Новая конструкция с кремнием и перовскитами меняет правила игры: эти материалы доступнее и проще в производстве. Это значит, что скоро мощные солнечные панели могут стать реальностью не только для космических аппаратов, но и для обычных домов и электростанций в США.
Кристиан Вольф подчёркивает масштаб достижения:
«Этот проект — яркий пример того, как фундаментальная наука в сочетании с инженерной смекалкой даёт реальные плоды. Мы показали, что недорогие перовскитные материалы могут конкурировать с передовыми космическими технологиями. Это новый стандарт для многопереходных солнечных элементов».
Что дальше?
Сейчас команда сосредоточена на двух задачах:
Что особенно важно, новое достижение не просто «красивые цифры» в лаборатории. Разработчики сумели найти баланс: повысить КПД, но при этом не превратить производство в золотую мечту, недоступную для реального применения.
В чём секрет?
Многие рекордные показатели в сфере солнечной энергетики достигаются либо с помощью очень дорогих материалов, либо в идеальных лабораторных условиях — а в реальной жизни такие решения часто оказываются бесполезными.
Швейцарская разработка идёт другим путём. В основе нового элемента — «сэндвич» из трёх слоёв:
- нижний слой — привычный кремний;
- два верхних слоя — перовскит в виде тонких плёнок.
Почему это важно для рынка
Часто блестящие лабораторные прототипы так и остаются на бумаге или в стенах институтов. Но этот случай — исключение. Технология не только демонстрирует высокую производительность, но и потенциально может быть масштабирована для массового производства.
Керем Артук, ведущий автор исследования, поясняет суть прорыва:
«Мы доказали, что грамотное проектирование и обработка материалов позволяют достичь эффективности, которая раньше была доступна только для космических батарей. Те элементы, состоящие из нескольких полупроводниковых слоёв, действительно мощны — их КПД доходит до 37%. Но и цена у них соответствующая: примерно в тысячу раз выше, чем у обычных наземных панелей. Наша разработка открывает дорогу к созданию промышленных солнечных батарей нового поколения — мощных и при этом экономически оправданных».
Это особенно актуально для США, где солнечная энергетика активно развивается. Более эффективные панели означают, что:
- для той же мощности нужно меньше панелей — а значит, меньше места на крышах и земле;
- проекты становятся выгоднее — и небольшие домашние установки, и огромные солнечные электростанции.
Как удалось победить слабые места
Солнечные элементы с тройным переходом обещают много, но и проблем у них хватает. Команда из Лозанны сосредоточилась на двух ключевых сложностях:
- Низкое напряжение в верхнем слое.
- Слабый ток в среднем слое.
- Добавила особую молекулу, которая помогает кристаллам перовскита формироваться правильнее — дефектов стало меньше, а напряжение в верхней ячейке выросло до 1,4 В под солнцем.
- Применила новый трёхэтапный метод изготовления среднего слоя — теперь он лучше ловит ближние инфракрасные лучи, на которые приходится большая часть солнечной энергии.
- Встроила наночастицы между слоями — они как маленькие зеркала отражают свет обратно в средний слой, увеличивая силу тока.
Прогресс впечатляет, отмечает Кристоф Баллиф:
«В 2018 году наш первый прототип показывал всего 13% КПД. Сегодня мы преодолели отметку в 30% — это огромный скачок. И самое интересное, что потенциал таких элементов ещё не исчерпан: теоретически их эффективность может превысить 40%, что намного выше показателей обычных и тандемных панелей».
Главная преграда на пути высокоэффективных солнечных батарей — их цена. Элементы на основе соединений III–V действительно эффективны, но слишком дороги для широкого применения.
Новая конструкция с кремнием и перовскитами меняет правила игры: эти материалы доступнее и проще в производстве. Это значит, что скоро мощные солнечные панели могут стать реальностью не только для космических аппаратов, но и для обычных домов и электростанций в США.
Кристиан Вольф подчёркивает масштаб достижения:
«Этот проект — яркий пример того, как фундаментальная наука в сочетании с инженерной смекалкой даёт реальные плоды. Мы показали, что недорогие перовскитные материалы могут конкурировать с передовыми космическими технологиями. Это новый стандарт для многопереходных солнечных элементов».
Что дальше?
Сейчас команда сосредоточена на двух задачах:
- повысить долговечность новых панелей;
- наладить крупномасштабное производство.