Контакт між двома перовскітними плівками підвищує ефективність і довговічність сонячних елементів без додавання хімікатів

Революційна техніка для підвищення ефективності та стабільності сонячних елементів

Уявіть собі сонячні елементи, які працюють більш ефективно і зберігають свою стабільність без додавання будь-яких хімікатів чи покриттів. Це більше не мрія, а реальність, яку продемонстрували дослідники з Корейського університету та Університету Суррея. Вони представили новаторський метод у журналі Nature Energy, що кардинально змінює підхід до створення сонячних елементів.

Цей метод базується на контакті двох типів плівок перовскіту, що викликає самовільну молекулярну взаємодію на межі. Це призводить до реорганізації кристалічної структури світлопоглинаючого шару, формуючи більш впорядкований та довговічний матеріал. Завдяки цьому, сонячні елементи стають ефективнішими у перетворенні сонячного світла на електрику. Результати вражають – сертифікована ефективність перетворення потужності становила 25.61%, що було незалежно підтверджено Інститутом досліджень сонячної енергії Сінгапуру.

Чому перовськіт?

Сонячні елементи на основі перовскіту привертають увагу дослідників завдяки своїй дешевизні та простоті у виробництві в порівнянні з традиційними кремнієвими панелями. Проте їх комерційний потенціал часто стримує питання витривалості у великих температурних та вологих умовах. Новий метод істотно покращує стабільність таких елементів, забезпечуючи їх довговічність у реальних умовах.

Під час прискорених тестів старіння, оброблений матеріал вимагав приблизно вдвічі більше теплової енергії для деградації у порівнянні з аналогічними матеріалами, що є важливим досягненням в області, де довговічність є критичним викликом.

Як працює новий метод?

Розроблена дослідниками техніка базується на контактно-ініційованій катіонній взаємодії (CCI). Коли плівки перовскіту приходять у фізичний контакт, відбуваються молекулярні взаємодії, що змушують катіони в світлопоглинаючому шарі займати більш рівномірне та впорядковане розташування. Це значно зменшує структурні дефекти, які зазвичай призводять до втрат енергії у вигляді тепла.

Результати говорять самі за себе. Час виживання носіїв заряду перед рекомбінацією значно зріс з 4.48 до 5.89 мікросекунд у обробленому матеріалі, що є винятковим показником якості.

Професор Раві Сілва з Університету Суррея підкреслює важливість цього відкриття. “Це дослідження показує, що можна значно покращити як ефективність, так і тривалість сонячних елементів на основі перовскіту без додаткових хімікатів або стадій обробки”, зазначає він. Такі результати відкривають нові горизонти для перовскітних соняч