Создана солнечная батарея с повышенной устойчивостью к нагреву и износу

Исследовательская группа из Института полупроводников Китайской академии наук разработала и представила прототип перовскитного солнечного элемента, сертифицированная эффективность преобразования энергии в котором составляет 27,2%. Результаты, демонстрирующие решение проблемы стабильности материала, опубликованы в научном журнале Science.

Ключевым нововведением стал метод контроля распределения ионов хлора в перовскитной плёнке на основе формамидина и йодида свинца (FAPbI3). Ранее при производстве таких плёнок ионы хлора, добавляемые для стабилизации, имели тенденцию мигрировать к поверхности во время термической обработки. Это приводило к образованию дефектов и барьеров, снижающих производительность и долговечность элемента.

Для решения этой проблемы учёные внедрили в производственный процесс новую добавку — биноксалат калия. В ходе термической обработки это соединение диссоциирует, высвобождая ионы калия. Эти ионы вступают в химическую связь с мигрирующими ионами хлора, образуя стабильный хлорид калия. Этот механизм эффективно «закрепляет» хлор внутри структуры, обеспечивая его равномерное распределение по всей толщине перовскитного слоя.

Устройства, созданные по новой технологии, продемонстрировали высокую эксплуатационную стабильность. В ходе теста на ускоренное старение, который включал в себя непрерывное воздействие света и постоянную температуру 85 °C, негерметичный солнечный элемент сохранил 82,8 % своей первоначальной эффективности после 1000 часов работы. При длительной непрерывной работе в стандартных условиях (освещение 1 сол, отслеживание точки максимальной мощности) ячейка сохранила 86,3 % эффективности после 1529 часов работы. Эти показатели подтверждают значительное повышение устойчивости материала к термическому и световому воздействию, что является одним из главных препятствий для коммерциализации перовскитных технологий.

Источник: Interestingeng Iineering