Саморегульоване молекулярне закріплення сприяє стабільним та високоефективним перовскітним сонячним елементам
Інноваційний підхід до покращення перовскітних сонячних елементів з використанням кавової кислоти
Сонячна енергія продовжує розвиватися, і головне завдання для вчених залишається — комерційне використання перспективних технологій. Дослідницька команда під керівництвом Гоужена Лю, Чжіхуа Чжана та Сюя Пана знаходить нові шляхи для вдосконалення перовскітних сонячних елементів (PSC), вирішуючи неочевидні проблеми продуктивності на рівні похованого електронно-транспортного інтерфейсу.
Новаторська стратегія саморегуляції
Дослідники винайшли стратегію саморегульованого двостороннього закріплення на основі однієї молекули, що значно підвищує ефективність і довговічність як жорстких, так і гнучких PSC. Використання кавової кислоти (SA) у якості молекулярного зв’язку допомагає подолати проблеми з енергетичними рівнями, механічним стресом та нестабільністю, пов’язаною з розчинниками. Завдяки своїм двом карбоксильним групам, SA утворює міцні зв’язки з SnO2 і перовськітом Pb2+, що сприяє ремонту дефектів та знижує залишковий стрес.
Вплив на продуктивність і довговічність
Результати досліджень є вражаючими. Жорсткі PSC демонструють високий коефіцієнт перетворення потужності (PCE) на рівні 25,50%, тоді як гнучкі PSC досягають 24,92% з мінімальною гістерезою. І навіть великі пристрої розміром 1 см² показують PCE 24,01%, що підтверджує можливість їх масштабування. Крім того, тести на стабільність виявили, що пристрої зберігають понад 90% своєї пікової ефективності після 3840 годин у вологому повітрі, а гнучкі версії витримують 10 000 циклів згинання, втрачаючи менше 10% продуктивності.
Шлях до комерційної реалізації
Метод виробництва PSC з використанням кавової кислоти універсально сумісний із різними типами обробки та субстратами, такими як скло, PEN та нержавіюча сталь. Ця інноваційна технологія наближається до промислової реалізації. Дослідники навіть планують передати SA-міжшарову структуру для виробництва рулонних модулів, а сертифікаційні випробування заплановано на найближчі два роки.
Перспективи на майбутнє
Використання кавової кислоти в PSC стало практичним кроком до вирішення декількох проблем продуктивності одразу, підкреслюючи її значний потенціал у створенні стабільних, комерційно привабливих сонячних елементів з ефективністю понад 25%. Це знаковий прорив на шляху до масового впровадження альтернативної енергетики в наше повсякденне
