Сотрудники Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (U.S. Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory) анонсировали технологический прорыв — перовскитовую солнечную батарею, высокоэффективную и одновременно стабильную в работе.
Построенная по новой технологии конструкция показала стабильный КПД в 24% при освещении солнцем — самый высокий для панелей этого типа. Высокоэффективная ячейка также сохранила 87% своей первоначальной эффективности после 2400 часов работы при 55 градусах Цельсия.
Статья «Поверхностная реакция для эффективных и стабильных инвертированных перовскитных солнечных элементов» опубликована в Nature.
Перовскит — многообещающий материал для преобразования солнечного света в электричество. Но для того, чтобы обещания исполнились, инженерам требуется решить две основные задачи. Материал должен быть и эффективным, и стабильным в работе.
«Некоторые исследователи могут предъявить перовскиты с высокой стабильностью, но их эффективность ниже, — говорит один из авторов разработки, химик и специалист в области нанотехнологий Кай Чжу (Kai Zhu). — Вы должны добиться высокой эффективности и высокой стабильности одновременно. Это непросто».
Исследователи использовали «перевёрнутую архитектуру» перовксита. Разница между обычным и перевёрнутым типами определяется тем, как слои наносятся на стеклянную подложку.
Перевёрнутая перовскитовая архитектура уже показала хорошую стабильность работы и возможность её интеграции в тандемные солнечные элементы. Сотрудники лабортатории улучшили перовксит, обработав его 3-(Аминометил)пиридином. Эта молекула реагирует с формамидинием перовскитого слоя (откуда и зачем в перовксите формиаты — читайте в статье по ссылке), создавая электрическое поле на его поверхности.
«Это неожиданно дало нам огромный прирост не только эффективности, но и стабильности», — рассказывает Чжу.
Сообщается, что технология обработки поверхности 3-(Аминометил)пиридином может повысить эффективность инвертированной ячейки с менее чем 23% до более чем 25%. Также отмечается, что технология может значительно повысить производительности инвертированных ячеек «до новых современных уровней эффективности и эксплуатационной надёжности».