HKUST покращує ефективність перовскітних сонячних елементів за рахунок наномасштабних досліджень

Прорив у стабільності перовскітних сонячних елементів: новий підхід від HKUST

У наші дні, коли відновлювальні джерела енергії стають дедалі популярнішими, перовскітні сонячні елементи (PSC) привертають особливу увагу. І не дарма, адже вони обіцяють значно підвищити ефективність перетворення сонячної енергії, забезпечуючи при цьому зниження витрат на виробництво. Школа інженерії Гонконгського університету науки і технологій (HKUST) досягла значного прориву в цій галузі, роблячи PSC ще більш привабливими для комерційного використання.

Перовскітні сонячні елементи обіцяють бути високоефективними та екологічно стійкими альтернативами традиційним кремнієвим елементам. Проте їхню широкомасштабну комерційність стримували питання стабільності під впливом світла, вологи та механічних впливів. Однією з головних причин цієї нестабільності є нерівномірний розподіл катіонів у перовскітних тонких плівках, що веде до небажаних фазових переходів.

Дослідницька команда під керівництвом професора Чжоу Юаньюаня з HKUST відкрила ключові наномасштабні процеси, які впливають на стабільність PSC. Їхні дослідження виявили існування наномасштабних ямкових пасток, які затримують катіони, перешкоджаючи їх рівномірному розподілу. Використовуючи хімічний додаток бутіламоній ацетат, вдалося зменшити глибину цих пасток у три рази, що значно поліпшило ефективність та довговічність PSC.

На сьогоднішній день, вдосконалені перовскітні сонячні елементи досягають ефективності близько 26%, що є значним зростанням у порівнянні з попередніми показниками. Не менш важливо те, що ці елементи демонструють підвищену стабільність під час тестувань, що робить їх потенційно привабливими для подальшої комерціалізації.

Професор Чжоу, головний автор дослідження, зазначає: “Більшість існуючих досліджень зосереджені на мікро- або макроскопічних рівнях покращення. Натомість наша команда звернула увагу на наномасштабний рівень. Ми використали катодолюмінесцентну томографію для дослідження взаємозв’язків між наномасштабними ямковими пастками та розподілом катіонів. Це дозволило нам розробити підхід до інженерії, який сприяв гомогенізації розподілу катіонів та підвищенню продуктивності наших сонячних елементів.”

Цей прорив в HKUST може сприяти значному розвитку відновлюваної енергетики, роблячи сонячну енергію ще доступнішою та ефективнішою. Надійність та стабільність, які пропонують вдосконалені PSC, можуть відкрити нові горизонти для впровадження відновлювальної енергетики в глобальному масштабі.