Дослідження Tin perovskite вказує на більш стабільні сонячні елементи без свинцю

Перовскітові Сонячні Елементи: Майбутнє Без Токсичності

Перовскітові сонячні елементи давно привертають увагу як перспективний кандидат на роль модулів наступного покоління. Та, попри це, їх комерційне використання залишається обмеженим через довгострокову нестабільність, викликану міграцією іонів у поглиначі. Однак команда дослідників з Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) та Університету Потсдама здійснила значний прорив у цій сфері.

Свинцеві та Олов’яні Перовскіти: Відмінності та Перспективи

Команда виміряла іонні щільності в чотирьох широко використовуваних перовскітових сполуках і виявила значні відмінності між свинцевими та олов’яними матеріалами. За останнє десятиліття дослідження зосереджувалися переважно на органометалічних сполуках, де свинець займає позицію B у кристалічній структурі ABX3. Сонячні елементи на основі свинцю досягли вражаючих коефіцієнтів перетворення потужності, що зросли з близько 4% до понад 27%. Проте токсичність свинцю та обмежений термін служби пристроїв залишаються проблемами.

Альтернативним рішенням може стати заміна свинцевого катіону на олово, нетоксичний елемент, що видаляє свинець з пристрою. Олов’яні перовскітові сонячні елементи поки демонструють нижчу ефективність, ніж їхні свинцеві аналоги. Така ситуація, ймовірно, відображає лише ранню стадію досліджень олов’яних систем.

Рухомі Іони та Стабільність

Однією з ключових причин нестабільності в перовскітових елементах є наявність рухомих галогенідних іонів, які сприяють деградації матеріалів і знижують ефективність під час експлуатації. У ході дослідження з’ясувалося, що олов’яні перовскіти мають нижчу концентрацію рухомих іонів. Як наслідок, терміни їх деградації п’ять разів повільніші, ніж у свинцевих аналогів.

Потенціал Олов’яних Перовскітів

Результати дослідження підкреслюють важливість розширених досліджень олов’яних перовскітів як кандидатів на стабільні, безсвинцеві тонкоплівкові сонячні елементи. На думку команди, такий підхід має величезний потенціал. Дослідження таких матеріалів є надзвичайно перспективним, а проведена робота прокладає шлях до розробки інноваційних, стабільних тонкоплівкових сонячних елементів з пригніченими іонними міграціями.