Innovations in Science and Technologies Volume 3 Issue 4 (2026) · pp. 32-39
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТРАДИЦИОННЫХ И ТАНДЕМНЫХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ: ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
Ахмеджонов, Нодирбек
Abstract
В настоящей статье представлен комплексный, детализированный сравнительный анализ традиционных однопереходных солнечных элементов на основе кристаллического кремния (c-Si) и высокоэффективных многопереходных (тандемных) фотоэлектрических структур, с особым акцентом на монолитные перовскит-кремниевые архитектуры (2T конфигурации). В условиях, когда доминирующая на рынке кремниевая технология вплотную приблизилась к своему фундаментальному термодинамическому пределу Шоккли-Квиссера (максимум ~29.4% для стандартного спектра AM1.5G), тандемные элементы рассматриваются как безальтернативный драйвер следующего технологического уклада в возобновляемой энергетике. Подробно освещены физические механизмы работы тандемных структур: способность широкозонного перовскита эффективно поглощать высокоэнергетические фотоны с генерацией высокого напряжения (Voc), что позволяет радикально минимизировать потери на термализацию горячих носителей заряда, в то время как нижний кремниевый каскад утилизирует прошедшее длинноволновое излучение. В работе проведено всестороннее сопоставление технологий по ключевым физико технологическим параметрам: термодинамической эффективности (лабораторные рекорды >33.9% у тандемов против 26.8% у монокремния), температурным коэффициентам, деградационной стабильности и сложности промышленного производства. Выявлены и систематизированы критические барьеры на пути к массовой коммерциализации тандемных модулей, включая ионную миграцию галогенидов, проблемы инкапсуляции, токсичность свинца и трудности прецизионного масштабирования однородных пленок на текстурированных пластинах большой площади (форматы M10/G12). На основе анализа сформулированы научно обоснованные прогнозы по преодолению данных барьеров и экспоненциальному снижению нормированной стоимости электроэнергии (LCOE) в перспективе до 2035 года, что сыграет решающую роль в достижении глобальных целей углеродной нейтральности.
фотовольтаикапредел Шоккли-Квиссератандемные солнечные элементыгалогенидный перовскиткристаллический кремнийтермализация носителей зарядарекомбинация Шокли-Рида-Холлатоковое согласованиеLCOE.
Metadata source: the journal's OAI-PMH archive · Sindex does not store the full text; it links to the source.