Простий метод підвищує довговічність перовскітних сонячних елементів у реальних умовах

Інноваційний прорив у підвищенні довговічності перовскітних сонячних елементів

Дослідницька команда Федерального університету ABC (UFABC) у Сан-Паулу розробила революційний підхід, що може значно покращити перспективи перовскітних сонячних елементів у комерційному впровадженні. Цей новий метод зменшення деградації сонячних елементів може стати ключем до інтеграції перовскітної технології у реальні щоденні застосування.

Проблема враження вологості завжди була перешкодою для перовскітних сонячних елементів, які хоча і демонструють високу ефективність, все ж страждають від швидкої втрати продуктивності під впливом забрудненого повітря і температури. Простіше кажучи, вони швидко деградують за звичайних умов. Ця проблема обмежила їх використання у широкому масштабі, навіть попри те, що вони є гнучкими, легкими та напівпрозорими, що робить їх універсальним рішенням для багатьох застосувань, від сонячних вікон до енергійних наметів.

Підтримані FAPESP і Shell через Центр інновацій у нових енергіях (CINE), дослідники з UFABC знайшли шлях, як зробити перовскітні сонячні елементи більш стійкими. Використовуючи нормальні умови без контрольованої вологості і температури, їм вдалося провести налаштування складу перовскітів, інтегруючи катіони формамідію (FA+) до метиламонієвих катіонів. Цей підхід різко покращив стійкість елементів під час випробувань в умовах з відносною вологістю 40% до 60%.

Протягом 90-денного випробування при нормальних умовах перовскітні елементи з більшим вмістом FA+ показали вражаючу продуктивність. Зокрема, пристрої з понад 25% FA+ змогли зберегти до 80% початкової ефективності, тоді як ті, що не містили FA+, повністю деградували за 30 днів. Введення катіонів FA+ збільшило розмір кристалічних згустків у перовскітній структурі, що значно зменшило місця, в яких волога може накопичуватися, призводячи до деградації.

Цей науковий прорив забезпечує нові можливості для виробництва довговічніших перовскітних сонячних елементів. Масштабування цього рішення може сприяти зниженню витрат на виробництво, зберігаючи водночас ефективність і довговічність, без якої втілення цієї технології залишалося б під великим питанням. Виготовлення сонячних елементів, що здатні витримати реальні умови, наближає нас до нового етапу використання чистої енергії у повсякденному житті.