Полупрозрачные перовскитные солнечные элементы для интеграции в здания и тандемной фотоэлектрики: стратегии проектирования и проблемы

За последнее десятилетие галогенидно-перовскитные системы привлекли широкое внимание исследователей после обнаружения их исключительных фотоэлектрических (PV) характеристик. Уникальное сочетание оптоэлектронных свойств и пригодности этих материалов для получения растворами позволило перовскитным солнечным элементам (PSC) достичь эффективности, превышающей 25 %, при низкой стоимости изготовления. Кроме того, PSC обладают огромным потенциалом для современных нетрадиционных фотоэлектрических применений, поскольку благодаря соответствующим стратегиям проектирования их можно сделать легкими, полупрозрачными (ST) и/или гибкими. В частности, одновременно обеспечивая прозрачность и высокую эффективность, полупрозрачные перовскитные солнечные элементы (ST-PSC) открывают широкие перспективы для универсального применения в будущем в качестве строительной интегрированной фотоэлектрики (BIPV) или верхних элементов, соединяемых с традиционными нижними элементами с меньшей шириной запрещённой зоны в тандемных фотоэлектрических устройствах. В настоящем обзоре представлен подробный анализ последних исследований ST-PSC для BIPV и тандемных устройств с критическим рассмотрением наиболее современных и эффективных стратегий проектирования с учётом этих двух потенциальных будущих применений. Точечно выделены различия и сходства доступных подходов, подчёркивается важность строгого проектирования ST-PSC с ориентацией на конкретное применение. Наконец, подробно рассмотрены основные проблемы и вопросы, связанные с проектированием, эксплуатацией и стабильностью устройств, которые необходимо решить до начала коммерциализации.