Жидкометалева шаблонізація підвищує ефективність друкованих сонячних елементів з перовськіту
Новаторські досягнення у сфері перовскітних сонячних панелей: рідкі нанокраплі галію на службі енергетики майбутнього
У світі альтернативної енергетики відбувся прорив, завдяки дослідницькій групі з Університету Юннан під керівництвом професора Ціньцзю Лю. Вони впровадили рідкі нанокраплі галію у Printable mesoscopic perovskite solar cells (p-MPSCs), що дозволило досягти раніше небаченої ефективності та стабільності. Це нововведення робить перовскітні сонячні панелі більш доступними та перспективними для широкого використання.
Потенціал p-MPSCs: нове слово у сонячній енергетиці
Printable mesoscopic perovskite solar cells мають величезний потенціал як доступна, масштабована альтернатива традиційним фотогальванічним системам. Проте, через обмеження процесу кристалічного росту, ефективність p-MPSCs відставала від планарних перовскітних елементів. Це обмеження призводило до формування малих зерен і підвищеної рекомбінації зарядів у структурі батарей.
Інноваційний підхід з нанокраплями галію
Група під керівництвом Ціньцзю Лю запронувала спосіб вирішення цієї проблеми. Вони вбудували рідкі нанокраплі галію в мезопористий шар TiO2. При взаємодії з повітрям краплі створюють ультратонку оболонку Ga2O3, яка стає епітаксичним шаблоном для росту перовскітних кристалів. За допомогою атомної роздільної зйомки вдалося показати, що площина (110) MAPbI3 ідеально підходить до поверхні Ga2O3, з незначною несумісністю лише у 0.32%. Це вирівнювання формує великі та когерентні кристали діаметром понад 200 нанометрів.
Нові горизонти ефективності та стабільності
Завдяки цьому підходу, новий пристрій досяг рекордної ефективності перетворення енергії в 20.2% на невеликій площі 0.10 см². Ще одна перевага – виняткова довговічність. Після 3000 годин безперервної роботи під високою вологістю (85% RH) та підвищеної температури (55 °C) пристрій зберіг 97% початкової продуктивності.
Ці результати важливі не лише для науки, але й для промисловості. Методика “посіву” рідкими металами відкриває нові можливості для керування кристалічним ростом в обмежених системах. Це крок до розробки масштабованого виробництва високоефективних, стабільних перовскітних сонячних модулів, які здатні вдосконалити наші уявлення про відновлювану енергетику.
