Апгрейд перовскитных солнечных элементов

 

Благодаря правильному использованию элемента индия для замещения части свинца в перовските, материаловед Джун Лу и его коллеги говорят, что они способны убрать дефекты в солнечных элементах на основе иодида свинеццезия, которые влияют на ширину запрещенной зоны соединения, критическое свойство  эффективности солнечного элемента.

Дополнительным преимуществом является то, что вновь изготовленные в лаборатории элементы могут быть изготовлены на открытом воздухе и работать в течение нескольких месяцев, а не дней, при этом эффективность преобразования в солнечную энергию составляет более 12%.

Перовскиты – это кристаллы с кубовидными решетками, которые, как известно, являются эффективными сборщиками света, но материалы подвержены воздействию света, влажности и тепла.

«С нашей точки зрения, это что-то новое, и я думаю, что это важный прорыв», – сказал Лу. «Элементы отличаются от традиционных перовскитов, о которых люди говорят в течение 10 лет, – неорганических и органических гибридов, которые дают вам самую высокую эффективность, зафиксированную на сегодняшний день, равную 25%. Но проблема с этим типом материала – его нестабильность».

«Инженеры разрабатывают защитные слои для этих ценных и чувствительных материалов от окружающей среды», – сказал Лу. «Но трудно разобраться с самими нестабильными материалами. Вот почему мы решили сделать что-то другое».

Ведущий автор исследования Цзя Лян и его команда создали и протестировали солнечные элементы на основе перовскита из неорганического цезия, свинца и йодида, которые быстро разрушаются из-за дефектов. Но они добавили бром и индий, таким образом исследователи смогли устранить дефекты в материале, подняв КПД выше 12% и напряжение до 1,2 В.

В качестве бонуса материал оказался исключительно стабильным. Элементы работали в условиях окружающей среды, выдерживая высокую влажность Хьюстона, и  оставались стабильными на воздухе более двух месяцев, что намного лучше, чем несколько дней, в течение которых работали простые элементы из иодида свинеццезия.

«Максимальная эффективность этого материала может составлять около 20%, и если мы сможем этого добиться, он может стать коммерческим продуктом», – сказал Лян. «Он имеет преимущества перед солнечными элементами на основе кремния, потому что синтез очень дешев, он основан на простых решениях и легко масштабируется. По сути, вы просто наносите его на подложку, позволяете ему высохнуть, и у вас есть ваш солнечный элемент».

 

https://econet.ru/articles/apgreyd-perovskitnyh-solnechnyh-elementov