Кислотно оброблені вуглецеві нанотрубки підвищують ефективність і довговічність гнучких перовскітних сонячних модулів

Гнучкі перовскітові сонячні модулі: новий рівень ефективності та стабільності

Сьогодні гнучкі перовскітові сонячні модулі стають одними з найбільш перспективних рішень у галузі альтернативної енергетики. Завдяки своїй легкості та гнучкості, вони ідеально підходять для впровадження у широкому спектрі фотовольтаїчних систем, проте досягнення високої ефективності, стабільності та зниження вартості завжди були ключовими викликами.

Група вчених з Інституту металургійних досліджень Китайської академії наук разом з університетом Чженчжоу нещодавно досягла значного прориву у цьому напрямку. Вони презентували каскадні гнучкі перовскітові сонячні модулі, які демонструють потужність понад 20% і успішно витримують механічні та екологічні стреси. Їх дослідження зосереджено на використанні плівок одношарових вуглецевих нанотрубок як віконних електродів цих модулів.

Ці плівки вуглецевих нанотрубок мають гідрофобні властивості, що дозволяє краще захищати перовскітовий шар від вологи, уповільнюючи його деградацію та покращуючи загальну стабільність пристрою. Окрім цього, вони відзначаються високою механічною гнучкістю та відносно низькою вартістю, що робить їх привабливими для використання у розподіленій енергетичній генерації, інтеграції в будівлі та інфраструктуру, підтримуючи зменшення викидів вуглецю.

Важливість обробки сірчаною кислотою

Один з ключових аспектів дослідження – обробка мережі вуглецевих нанотрубок сірчаною кислотою. Цей процес значно підвищує електричну провідність плівок їх взаємодію з нікелевим оксидом, утворюючи компактний шар NiSO4 – NiOx на інтерфейсі. Таке нововведення покращує перенесення заряду між перовскітним абсорбером і матеріалом для транспортування дірок.

Завдяки цьому, перовскітові сонячні елементи без використання оксиду індію досягають ефективності перетворення потужності понад 24%, а гнучкі пристрої зберігають близько 23%. В умовах високої температури і вологості, під тривалим сонячним опроміненням протягом місяця, такі пристрої зберігають понад 95% своєї початкової ефективності.

Майбутнє без оксиду індію

Дослідження показало, що гнучкі модулі без оксиду індію можуть бути виготовлені за допомогою простого та масштабованого процесу, досягаючи понад 20% ефективності із покращеною стабільністю та гнучкістю. Це відкрило нові горизонти для можливого масштабного виробництва модулів на основі нанотрубок перовскітів.

Загалом, результати досліджень свідчать