Повышена долговечность и мощность солнечных батарей из перовскитов.
Созданный материал позволяет решить главную проблему, мешающую массовому производству и использованию перовскитных солнечных батарей — их быструю деградацию под действием света и тепла.
Российские исследователи разработали специальный защитный слой для перовскитных солнечных батарей, который одновременно делает эти источники питания более долговечными, а также повышает их максимальную мощность до 90% в условиях низкой освещенности. Об этом сегодня сообщила пресс-служба НИТУ «МИСиС».
«В ходе исследования мы изготовили перовскитные солнечные модули с применением новой технологии. Их КПД вырос с 13,22% до 15,64%, а при низком освещении максимальная мощность увеличилась на 47-90%. Мы выяснили, что монослой значительно снижает количество дефектов и усиливает взаимодействие между слоями, что ведет к более стабильной работе перовскитных солнечных элементов», — пояснила инженер НИТУ «МИСиС» (Москва) Полина Сухорукова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняют исследователи, созданный ими материал позволяет решить главную проблему, мешающую массовому производству и использованию перовскитных солнечных батарей — их быструю деградацию под действием света и тепла. Воздействие этих форм энергии на фотоэлемент приводит к высвобождению летучих соединений йода и других агрессивных молекул из толщи перовскита, разрушающих соседние с ним слои.
Для борьбы с этим процессом ученые разрабатывают различные подходы, позволяющие вставлять очень тонкие слои из материалов на границу между перовскитом и иными компонентами батареи. Российские исследователи обнаружили, что на эту роль хорошо подходит разработанный ими самособирающийся материал на базе органического соединения трифениламина, способный образовать так называемые монослои, прослойки толщиной в одну молекулу.
Нанесение покрытия из данного вещества на перовскитные солнечные батареи значительным образом повысило их долговечность — после тысячи часов непрерывной работы их КПД снизился всего на 2%, тогда как фотоэлементы без прослоек из производных трифениламина потеряли свыше 20% мощности уже через 400 часов. В дополнение к этому, солнечные батареи с монослоями этого материала стали менее чувствительными к действию света, тепла и влажности.
«Долгосрочные стратегии развития энергетики на основе возобновляемых источников — одно из важных направлений энергетической политики страны. Применение созданного учеными НИТУ «МИСиС» органического полупроводника значительно увеличит мощность широкоформатных перовскитных модулей, позволит эффективнее вырабатывать электроэнергию даже в условиях низкой освещенности», — прокомментировала открытие ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
О перовскитах
Перовскиты представляют собой гибкие и легкие полупроводниковые материалы с достаточно необычными свойствами и структурой. Они похожи по устройству на природный минерал перовскит, хорошо поглощающий свет и превращающий его в другие формы энергии благодаря тому, как внутри него расположены «кубы» из атомов металлов и восьмигранники из атомов кислорода.