Простий метод підвищує довговічність перовскітних сонячних елементів у реальних умовах

Нова техніка підвищення міцності перовскітових сонячних елементів

Подумаймо разом: що найважливіше для розвитку відновлювальної енергії на світовому рівні? Звісно, це ефективність та довговічність сонячних панелей. Дослідницька команда із Федерального університету ABC (UFABC) у Сан-Паулу знає, як підвищити ці показники. Вони розробили інноваційний метод, який зменшує деградацію перовскітових сонячних елементів, що обіцяє покращити їхнє комерційне впровадження і зробити нашу планету трохи чистішою.

Перовскітові сонячні елементи вже сьогодні конкурують із кремнієвими у плані ефективності, а їх виробництво обходиться дешевше. Вони легкі, гнучкі та навіть мають властивість напівпрозорості. Це робить їх ідеальними для такого роду інновацій, як сонячні вікна чи енергійно-генеруючі намети. Але на шляху до досконалості стояв один великий виклик: їхня низька стійкість до умов навколишнього середовища.

Тим не менше, завдяки підтримці FAPESP і Shell, Центр інновацій у нових енергіях (CINE) побачив світло у тунелі. Дослідники змогли виготовити перовскітові сонячні елементи без спеціального контролю вологості і температури лабораторії. Вони модифікували склад перовскітів із метиламонієм, поступово впроваджуючи катіони формамидінію (FA+).

І що ж сталося в результаті? За умов зовнішньої вологості від 40% до 60%, протягом 90 днів елементи з більшим вмістом FA+ продемонстрували вражаючу стійкість. Зберігши 80% своєї початкової ефективності, пристрої із більш ніж 25% FA+ значно перевершили всі очікування, тоді як ті, що без FA+, повністю втратили свою продуктивність за 30 днів.

Таке впровадження катіонів FA+ у перовскіти на основі MA+ сприяє значному покращенню міцності сонячних елементів. Ця зміна збільшує розмір кристалічних зерен, що у свою чергу зменшує крайові області – ідеальні місця для накопичення вологи. Таким чином, мікроструктурні зміни допомагають елементам залишатися продуктивними в реальних умовах навколишнього середовища.

Дослідження, яке реалізував Лукас Поліманте у рамках своєї докторської роботи, відкриває новий шлях до більш масштабного та дешевшого виробництва довговічніших перовскітових сонячних елементів. Це не просто крок вперед – це великий стрибок у розвитку альтернативної енергетики, який може змінити наше майбутнє на краще.