Минералы перовскиты стали привлекли к себе внимание благодаря впечатляющей способности поглощать солнечный свет и преобразовывать его в электричество. При этом стабильность перовскитовых фотоэлементов оставляет желать лучшего, а предложенные инженерами решения жертвуют ради стабильности производительностью. Получить и то, и другое одновременно непросто.
Специалисты Национальной лаборатории возобновляемой энергетики США при содействии коллег из ряда вузов использовали инвертированную архитектуру, отличную от той, которая в прошлом показывала наилучшую производительность, сообщает Science Daily. Разница между ними в нанесении слоев на стеклянную подложку. Инвертированная архитектура славится своей надежностью и способностью к интеграции с тандемными солнечными элементами.
Кроме того, ученые добавили новую молекулу, 3-аминометил-пиридин (3-APy) к поверхности перовскита. Она вступает в реакцию с формамидиниумом внутри перовскита, создавая электрическое поле на поверхности перовскитового слоя. Неожиданно для исследователей, это дало существенный прирост не только в эффективности, но и в стабильности фотоэлемента.
Испытания новой архитектуры при солнечном свете показали, что производительность выросла до 24%. При этом стабильность осталась на высоком уровне — через 2400 часа работы при 55 градусах Цельсия эффективность упала только до 87%.
По словам разработчиков, такой подход позволяет увеличить КПД инвертированных элементов с менее чем 23% до более чем 25%.
Изобретен простой и универсальный наноматериал, который поможет перовскиту стать коммерчески успешным. Чернила, в основе которых — оксид олова, изготавливаются в один этап при относительно низкой температуре при помощи микроволновой технологии и без какой-либо последующей очистки. Они улучшают способность фотоэлементов выборочно переносить электроны, то есть генерировать больше электричества.
