HKUST розвиває наномасштабні дослідження для підвищення ефективності перовскітних сонячних елементів

Прорив у наномасштабному розумінні перовскітних сонячних елементів

Вітаємо вас в епоху, де альтернативна енергетика робить нові кроки вперед! Нещодавно Школа інженерії Гонконгського університету науки та технологій (HKUST) виявила нові можливості для підвищення ефективності та довговічності перовскітних сонячних елементів (ПСЕ). Цей екологічний та економічний прорив має значні перспективи. Перовскітні сонячні елементи довго сприймалися як перспективна альтернатива традиційним кремнієвим елементам, адже вони обіцяють вищу ефективність перетворення енергії та нижчі виробничі витрати.

Розкриття таємниць наномасштабної поведінки

Перед нами стоять такі проблеми, як нестабільність матеріалу під впливом світла, вологості та механічного стресу. Виявляється, що ключ до вирішення полягає в нерівномірному розподілі катіонів у перовскітних плівках. Цей недолік спричиняє фазові переходи, які знижують продуктивність з часом. Дослідницька група, очолювана професором Чжоу Юаньюанєм, зробила значний крок у розумінні цих процесів. Вони виявили, що наноразетки на трійникових перовскітних зернах є геометричними місцями, які захоплюють катіони та уповільнюють їх переміщення, що перешкоджає рівномірному розподілу.

Інноваційний підхід до стабілізації ПСЕ

Що ж, як вирішили цю проблему? Дослідники використали хімічний додаток – бутиламоній ацетат, завдяки якому вдалося зменшити глибину наноразеток у три рази. Це дозволило покращеним ПСЕ досягти вражаючої ефективності близько 26% з підвищеною стабільністю за стандартних тестових умов. Завдяки цій розробці ми дійсно можемо сказати, що диво в сфері відновлювальної енергетики стало ближчим.

Унікальна перспектива професора Чжоу

Професор Чжоу Юаньюань підкреслив новизну їхнього підходу словами: “Більшість існуючих досліджень зосереджується на мікроскопічному або макроскопічному рівнях для покращення перовскітних сонячних елементів. Наша команда, однак, досліджувала деталі на наномасштабному рівні в цих ПСЕ.” Це фундаментально новий підхід, який підштовхнув індустрію ще ближче до комерційної життєздатності перовскітних сонячних елементів.

Це відкриття ставить перед нами мету — зробити сонячні елементи більш ефективними та стійкими, що однозначно сприятиме переходу до зелених технологій у майбутньому. Впровадження цих ідей у масове виробництво може суттєво змінити спосіб, яким ми споживаємо енергію, на краще.