Logo
Cover

Международная команда ученых установила, что крошечные дефекты, которые ограничивают эффективность перовскитов — более дешевого сырья для производства солнечных элементов — ответственны также за структурные изменения, из-за которых этот материал быстро разрушается. Применив различные методы искусственного старения перовскита лучами солнца, исследователи тщательно проанализировали изменения в материале и выяснили, каким образом можно значительно ускорить появление долговечных и экономически выгодных перовскитовых фотоэлементов.

По сравнению с кристаллическим кремнием перовскиты доступнее и проще в обработке. Из них можно изготовить чернила для печати тонких, гибких пленок. Выход энергии перовскитовых солнечных элементов зачастую на уровне, а в случае многослойной архитектуры и выше, чем у традиционных кремниевых фотоэлементов. Однако из-за ограниченного срока службы о массовом применении этого материала говорить пока рано.

Средняя солнечная панель из кремния работает 20–25 лет без существенной потери производительности, пишет Phys.org. Поскольку перовскитовые устройства намного дешевле в производстве, им не обязательно выходить на такие же показатели, чтобы стать конкурентноспособными. Но для того чтобы раскрыть свой потенциал, элементы должны функционировать как минимум десять лет.

Специалисты из Кембриджского университета (Великобритания) и Научно-технического института Окинавы (Япония) раскрыли секрет «ахиллесовой пяты» перовскитов.

«Освещая перовскитовую пленку в течение определенного времени, мы сымитировали процесс старения фотоэлементов и увидели, что самая интересная динамика происходит в наноскопических скоплениях ловушек, — сказал соавтор исследования Стюарт Макферсон. — Теперь мы знаем, что изменения, которые мы видели, связаны с фотодеструкцией пленки. Как результат — ограничивающие эффективность ловушки носителей могут быть напрямую связаны с равно важной проблемой срока службы солнечного элемента».

Это означает, что если ученые смогут разобраться с проблемой образования этих ловушек на поверхности пленки, то они попутно улучшат производительность и повысят стабильность всего устройства. Команда исследователей уже доказала, что это возможно: изменив химический состав и способ формирования перовскитовой пленки, они смогли управлять процессом и, как следствие, продлили срок службы элемента.

В начале года сингапурские ученые добились рекордного показателя для тандемного солнечного элемента из перовскита и органических материалов. КПД составил 23,6% и приблизился к к показателю современных солнечных элементов из кремния.