Неорганічні перовскітові сонячні елементи на межі виходу на ринок з рекордною ефективністю та стабільністю
Нові досягнення у розвитку перовскітових сонячних елементів
Вчені з Каунаського технологічного університету (KTU), спільно з міжнародними партнерами, здійснили важливий крок у розвитку перовскітових сонячних елементів. Вони досягнули однієї з найвищих ефективностей для неорганічних перовскітових електроперетворювачів, здатних працювати стабільно протягом сотень годин. Це значний крок вперед, скорочуючи відставання від традиційних комерційних рішень на базі силікону.
Доктор Каспарас Ракстіс, дослідник KTU, підкреслює: “Перовскітові сонячні елементи – це одна з найшвидше зростаючих технологій в сонячній енергетиці у світі. Вони можуть бути легкими, тонкими, гнучкими і, що найголовніше, виготовляються із недорогих матеріалів.” Це важливий фактор, що сприяє широкому впровадженню таких технологій.
Команда науковців вирішила проблему нестабільності перовскітів, інтегрувавши інноваційний підхід пасивації. Вони створили захисний 2D-шар на верхній частині 3D неорганічного перовскіту. Синтезувавши перфлуоровані амонієві катіони, вони змогли знизити електронну густину, дозволяючи утворення міцних водневих зв’язків між амонійною групою та йодидом свинцю.
“Пасивація робить поверхню перовскіту хімічно неактивною, усуваючи дефекти, введені під час виробництва,” підкреслює доктор Ракстіс. Для повністю неорганічних складів адгезія зазвичай є слабкою, але “нова хімія подолала цю перешкоду: цього разу 2D-шари нарешті прилипли, утворивши міцні гетероструктури, які залишаються стабільними навіть за високих температур.”
Пристрої перевершили 21% ефективності. Міні-модулі з активними площами, які у понад 300 разів більші за стандартні лабораторні елементи, досягли майже 20% ефективності та стабільно працювали більше ніж 950 годин при 85°C під світлом.
Хоча сонячні елементи рідко досягають таких високих температур у реальних умовах, ці стандартизовані тести на стабільність є необхідними для оцінки їх довговічності. “Така висока стабільність практично відповідає вимогам комерційних силіконових елементів,” зазначає дослідник.
Дослідження, в якому брали участь понад 20 дослідників, опубліковано в Nature Energy. Воно підкреслює, що технологія перовскітів наступного покоління наближається до комерційного впровадження. Це дає надію на широкомасштабне застосування ефективних та економічних сонячних елементів у майбутньому.
