Новый спрей на треть увеличил производительность перовскитовых фотоэлементов
Logo
Cover

Международная команда инженеров преодолела серьезное препятствие на пути к массовому производству перовскитовых элементов, которые могут стать более эффективной альтернативой кремниевым солнечным панелям. Они нанесли на поверхность элемента спрей, повышающий проводимость.

307

Перовскитовые элементы обладают большим потенциалом, потому что их кристаллическая структура способна поглощать почти все длины волн. В небольшом объеме их уже начали коммерциализировать, но до массового производства еще далеко.

Большинство солнечных элементов — это «сандвичи» из нескольких слоев материалов. Когда свет падает на поверхность элемента, он возбуждает электроны в отрицательно заряженном материале и создает электрический ток, двигая электроны к решетке положительно заряженных дырок. В перовскитовых элементах с простой планарной ориентацией перовскит образует собственный уровень между отрицательной заряженным слоем транспорта электронов (ETL) и положительно заряженным слоем транспорта дырок (HTL).

Когда положительно и отрицательно заряженные слои разделены, архитектура ведет себя как субатомная игра в патинко, когда фотоны выбивают нестабильные электроны из ETL, заставляя их падать на положительную сторону сандвича. Перовскитовый слой справляется с этим недостатком, но наносить ровный слой ETL на кристаллическую поверхность перовскита слишком сложно для серийного производства.

Для решения этой проблемы инженерам выбрали метиловый эфир ПХБ, но решили использовать для его нанесения на слой ETL не центробежное литье, которое имеет ограничения по размеру поверхности и снижает производительность фотоэлемента, а спрей, который равномерно покрывает поверхность и подходит для производства больших солнечных панелей, пишет EurekAlert.

С его помощью ученые добились 30-процентного увеличения производительности по сравнению с другими солнечными элементами на ETL, а также снижения количества дефектов.

Перовскит оказался не только отличным материалом для превращения солнечного света в электричество, но и идеальным фотокатализатором для расщепления воды на водород и кислород. Причем обладает сразу несколькими важными свойствами, необходимыми для этого процесса.