Учёные HKUST добились длительной стабильности перовскитных солнечных элементов, полученных методом вакуумного напыления

Исследователи Гонконгского университета науки и технологий (HKUST) представили новую технологию изготовления перовскитных солнечных элементов с использованием метода многокомпонентного вакуумного соиспарения. Разработка позволила получить тонкие перовскитные плёнки с улучшенной кристаллической структурой и высокой устойчивостью к нагреву и воздействию света.

В процессе напыления учёные добавляли хлорид свинца (PbCl₂) как дополнительный источник, направляющий рост кристаллов. Этот подход обеспечил формирование упорядоченных зёрен ориентации (100) и получение материала с широкой запрещённой зоной 1,67 эВ. Результатом стала более стабильная микроструктура, сохраняющая оптоэлектронные свойства на протяжении длительного времени эксплуатации.

Полученные элементы показали сертифицированную эффективность 18,35% при площади 0,25 см² и лабораторные значения до 19,3% на образцах в 1 см². Испытания на долговечность проводились по международному стандарту ISOS-L-2 при температуре около 75 °C и непрерывном освещении, где элементы сохранили 80% первоначальной производительности после 1080 часов работы.

Для изучения происходящих в материале процессов применялась гиперспектральная визуализация в реальном времени. Метод позволил наблюдать распределение дефектов и процессы рекомбинации носителей заряда, влияющие на долговечность элементов.

На основе усовершенствованных перовскитных плёнок исследователи создали тандемные солнечные элементы на кремниевой подложке. Такие структуры достигли КПД 27,2% на площади 1 см². В ходе испытаний в Италии эти устройства сохраняли около 80% производительности после восьми месяцев эксплуатации, что подтвердило их устойчивость в реальных условиях.

Источник: interestingengineering