Простий метод підвищує довговічність перовскітних сонячних елементів у реальних умовах

Новий підхід до підвищення довговічності перовскітних сонячних елементів

Чи знали ви, що дослідницька команда з Федерального університету ABC (UFABC) у Сан-Паулу зробила величезний крок у напрямку широкого використання перовскітних сонячних елементів? Їх новий метод зменшує деградацію цих елементів, що може призвести до їх більш широкого комерційного використання.

Один з головних бар’єрів для використання перовскітних елементів у реальному світі – швидка втрата продуктивності при впливі на них вологи та високих температур. Перовскітні сонячні елементи мають ефективність, подібну до кремнієвих, але дешевші у виробництві. Вони легкі, гнучкі та напівпрозорі, що дозволяє використовувати їх у різних додатках – від вікон до енергогенеруючих наметів. Втім, їх обмежена довговічність в умовах звичайного середовища залишається критичною проблемою.

Інноваційне рішення UFABC

Команда UFABC, за підтримки FAPESP і Shell через Центр інновацій в нових енергетиках (CINE), успішно виготовила перовскітні сонячні елементи в звичайних умовах – без спеціального контролю вологості. Це може бути більш сумісним з промисловими умовами виготовлення. Дослідники зосередилися на композиційному налаштуванні, модифікуючи перовскіти на основі метиламонію шляхом поступового додавання формамідінієвих (FA+) катіонів.

На протязі 90-денного тестового періоду елементи з вищим вмістом FA+ значно перевершили свої аналоги без нього. Елементи з понад 25% FA+ зберегли 80% своєї початкової ефективності, тоді як без FA+ вони повністю деградували протягом 30 днів.

Чи стане це проривом у виробництві?

Інтеграція FA+ катіонів у структуру перовскітних елементів збільшує їх довговічність та продуктивність. FA+ збільшує розмір кристалічних зерен у структурі перовскітів, зменшуючи водночас площу поверхні, де волога може накопичуватись та починати пошкодження. Ця зміна мікроструктури допомагає сонячним елементам довше підтримувати свою ефективність в реальних умовах.

Ці відкриття пропонують масштобований шлях, що вимагає менше ресурсів, для виготовлення більш довговічних перовскітних сонячних елементів. Завдяки цим досягненням, ми, можливо, побачимо нову еру в сфері сонячної енергетики, де перовскітні елементи стануть більш доступними та широко використовуваними.