Ключові процеси деградації в наступному поколінні сонячних елементів з широкозонними перовскітами

Дослідження виявляє деградаційні шляхи в широкозахватних перовскітних сонячних елементах

У світі альтернативної енергетики з’явилася надія на революційні технології завдяки широкозахватним (WBG) перовскітним сонячним елементам. Нове дослідження, яке проводили вчені з imec, Hasselt University та Ghent University, розкрило вплив термічного стресу на нестабільність цих елементів. Дослідження вказує на основні шляхи деградації, які загрожують комерціалізації цих перспективних технологій тандемних сонячних елементів.

Вплив термічного стресу на нестабільність пристроїв

Результати досліджень показали, що термічний стрес, як в умовах темряви, так і під освітленням, відіграє центральну роль в нестабільності WBG перовскітних сонячних елементів. Під час експериментів в умовах темряви першими зазнають невдачі шари переносу заряду, тоді як під дією світла серйозно деградує сам перовскітний поглинач.

Проблеми комерціалізації та подолання бар’єрів

WBG гібридно-органічні перовскіти з свинцевими галогенідами привертають увагу для інтеграції у тандемні осередки завдяки своїм сильним оптоелектронним властивостям. Проте, їх недостатня стабільність при підвищених температурах та у світлі затримує їх комерціалізацію. Основною причиною є фазова сегрегація йодидних та бромідних видів. Нові знахідки підтверджують, що стабільність не можна розглядати як одиночну властивість, оскільки різні кліматичні умови викликають унікальні механізми неуспіху.

Перспективи та напрямки майбутніх досліджень

Дослідники порівняли WBG перовскітні елементи з пристроями з вужчим енергетичним зазором, підтвердивши, що термічний стрес під дією світла прискорює фазову сегрегацію і руйнування поглинача. Це підкреслює потребу у стратегіях стабілізації не лише на рівні матеріалів, а й по всьому пристрою та модулям.

Майбутні дослідження будуть зосереджені на аналізі процесів деградації на нанорівні, більш широких випробуваннях, включаючи зовнішнє розгортання, та розробці промислових стандартів стабільності. Ці етапи є важливими для того, щоб WBG перовскітні сонячні елементи розвинулися від лабораторних умов до можливих комерційних застосувань. Втілення таких інноваційних рішень дозволить подолати бар’єри на шляху до стабільного розвитку альтернативної енергетики.