Ключові процеси деградації у нових широкопропускних перовскітних сонячних елементах

Ключові процеси деградації в сонячних батареях з широкосмуговими перовскітами

Сучасні дослідження в галузі альтернативної енергетики зосереджені на вдосконаленні технологій, як-от сонячні батареї з перовскітами нового покоління. Дослідники з університетів imec, Hasselt і Ghent з Бельгії виявили важливі фактори, що впливають на стабільність цих пристроїв, зокрема термічний стрес, як у темряві, так і під освітленням. Виявилося, що в темряві першим порушується шар транспорту зарядів, водночас як під світлом деградацію зазнає сам поглинач перовскіта.

Завдяки проведеним прискореним випробуванням, дослідники змогли відслідкувати різні шляхи деградації за допомогою сучасних електричних характеристик. Їхні висновки мають фундаментальне значення для розуміння процесів, які впливають на ефективність перовскітних батарей та відкривають нові горизонти в розробці стабільних сонячних елементів.

Переваги та виклики перовскітів

Гібридні органічні перовскіти з широкою смугою — це справжня знахідка для інтеграції в тандемні батареї, адже вони володіють сильними оптоелектронними властивостями. Але, як часто буває, є й свої недоліки. Погана стійкість до підвищених температур та впливу світла перешкоджає їх комерціалізації. Це здебільшого зумовлено фазовою сегрегацією бромідних та йодидних компонентів.

Результати досліджень демонструють, що стабільність обумовлюється різними механізмами відмови в залежності від умов стресу. Це підкреслює необхідність розробки стратегій стабілізації на різних рівнях – від матеріалу до повного пристрою та його компонентів.

Шлях до комерційного застосування

Порівнюючи з батареями з вужчою смугою, підтверджено, що стрес від світла значно прискорює процеси фазової сегрегації та руйнування поглинача. Це відкриття підкреслює необхідність впровадження технологічних рішень, які забезпечать стійкість як на рівні матеріалів, так і на рівні кінцевих модулів.

Наступним етапом у дослідженнях стануть аналізи деградації на нано-рівні, розширене тестування стресових факторів та розробка промислових стандартів стабільності. Це критичні кроки для підготовки перовскітних батарей до широкомасштабного комерційного застосування. Очікується, що саме ці новаторські дослідження відкриють шлях для виходу перовскітних технологій з лабораторій до реального світу, забезпечуючи нові можливості у галузі відновлюваної енергетики.