Солнечные элементы с улучшенными перовскитовыми слоями показывают высокую долговечность: после 1000 часов работы они сохраняют более 90% первоначальной производительности. В отличие от них, стандартные образцы теряют значительную часть своей эффективности.
Специалисты НИТУ МИСИС совместно с коллегами разработали новую методику, которая способствует массовому производству современных типов солнечных панелей. Для улучшения структуры пленочных элементов из перовскитовых материалов они внедрили соединение на основе валериановой кислоты. Это нововведение обеспечивает устойчивость фотоэлементов к воздействию влаги, кислорода и резким температурным колебаниям, одновременно повышая эффективность превращения солнечного света в электроэнергию, сообщается на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Перовскитовые солнечные элементы третьего поколения (HP-PV) представляют собой современную разработку в области солнечной энергетики. Их КПД сопоставим с эффективностью традиционных кремниевых полупроводников, однако благодаря широкому диапазону поглощаемого излучения HP-PV могут стабильно работать даже при низкой интенсивности освещения, что характерно для средней полосы России, особенно в осенне-зимний период.
Уникальный метод химической стабилизации, созданный отечественными учеными, обеспечивает двукратный рост надежности солнечных модулей при термоциклировании. Ученые использовали тонкий слой перовскита, обогащенного валериановой кислотой, для нейтрализации нестабильных соединений йода, свинца и азота в условиях постоянного воздействия воды и воздуха. Новый состав образует защитный барьер, снижает перемещение ионов внутри слоев материала и укрепляет межфазные контакты, значительно улучшая стабильность и продуктивность солнечных панелей.
«Мы установили, что солнечные элементы с модифицированными слоями перовскита сохраняют более 90% эффективности спустя 1000 часов работы, в то время как эффективность контрольных образцов снижалась за это время до 70%», — подчеркивает профессор физического факультета Университета ИТМО Евгений Теруков.
Разработанный метод увеличения долговечности перовскитных солнечных элементов успешно интегрируется в стандартные процессы производства перовскитных батарей. За счет небольшой толщины функционального слоя становится возможным создание тонкопленочных конструкций с использованием простых и недорогих методик напыления. Перспективы данной разработки заключаются в том, что гибкие солнечные проводники в будущем могут быть доступны для установки на фасады зданий, крыши, окна и даже балконные конструкции.
Фото: hi-tech.mail.ru