Перовскитные солнечные элементы стали ближе к коммерческому использованию благодаря повышению устойчивости

Ученые из Австралии установили новый мировой стандарт для солнечных технологий на основе перовскитов, разработав самую эффективную и крупную на сегодняшний день тандемную солнечную батарею с тройным переходом типа перовскит-перовскит-кремний.

Команде удалось достичь сертифицированной стабильной эффективности преобразования мощности в 23,3 процента на крупном устройстве площадью 16 квадратных метров, что является самым высоким показателем для устройства такой площади. На меньшем образце размером в один квадратный сантиметр был достигнут показатель эффективности в 27,06 процента, а также установлены новые стандарты производительности и долговечности. Ученые подчеркивают, что им удалось улучшить как производительность, так и устойчивость этих солнечных элементов.

Для достижения этого результата исследователи провели серию химических и структурных изменений, чтобы улучшить долгосрочную работу элементов. Вместо нестабильного соединения метиламмония команда использовала рубидий, который помог создать более прочную кристаллическую решетку перовскита. Для обработки поверхности нестабильный фторид лития был заменен на дихлорид пиперазиния, что дополнительно повысило стабильность элемента. Для соединения перовскитных переходов ученые применили наноразмерные частицы золота, которые оптимизировали электропроводность и светопропускание.

В условиях, имитирующих реальные нагрузки, небольшой элемент успешно прошел тест на термоциклирование, выдержав 200 циклов экстремальных перепадов температуры от минус 40 до плюс 85 градусов Цельсия. Кроме того, он сохранил 95 процентов своей эффективности после более чем 400 часов непрерывного освещения.

Исследование было опубликовано в рецензируемом научном журнале Nature Nanotechnology.