Новое покрытие покрывает последнюю ахиллесову пяту перовскитных солнечных элементов

Перовскит быстро обгоняет кремний в области солнечных батарей, но у него есть один существенный недостаток – долговечность. Теперь было доказано, что новая обработка позволяет перовскитным солнечным элементам работать с эффективностью 99% после 1000 часов использования.

Кремниевые солнечные элементы, возможно, имели преимущество в несколько десятилетий, но перовскит быстро сокращает этот разрыв всего лишь примерно через 15 лет. Его эффективность не только приближается к кремниевому, но он также дешевле, легче и гибче.

Но, конечно, есть одна загвоздка: перовскиты имеют тенденцию разрушаться под воздействием элементов, что не идеально для устройств, предназначенных для пребывания на солнце весь день, каждый день, в течение десятилетий. Ученые экспериментировали с их усилением, добавляя, среди прочего, объемные молекулы, 2D-добавки, углеродные наноточки из волос или квантовые точки.

Теперь команда использовала новый клей для защиты перовскитов. Он называется BondLynx и изначально производился канадской компанией по производству материалов XlynX для других целей, а затем был протестирован на солнечных элементах.

Проблема с перовскитами начинается, когда органические компоненты материала активируются под воздействием тепла и света и могут выйти наружу, ослабляя перовскит и повреждая другие материалы в солнечном элементе. BondLynx — это сшивающий агент, который образует химические ковалентные связи с этими органическими компонентами, предотвращая их расшатывание и снижение эффективности.

Команда обработала перовскитные солнечные элементы с помощью BondLynx, а затем подвергла их длительному воздействию тепла и света, чтобы увидеть, насколько хорошо они себя чувствуют по сравнению с солнечными элементами, которые не подвергались обработке. Солнечные элементы стартовали с эффективностью 24% и сохранили почти 99% после 1000 часов непрерывного воздействия искусственного солнечного света. Для сравнения, необработанные солнечные элементы потеряли 35% своей первоначальной эффективности в тех же условиях и за тот же период времени.

Солнечные элементы также подвергались постоянному нагреву 60 °C (140 °F) в течение 600 часов. Тем, кто получал BondLynx, за это время удалось сохранить почти 98% своей эффективности, в то время как контрольная группа потеряла 27% своей эффективности.

Хотя испытания проводились всего несколько месяцев, тот факт, что обработанные клетки почти не теряли эффективности, предполагает, что они смогут продержаться гораздо дольше. Помимо еще одного недавнего покрытия, которое, по оценкам, обеспечит 30-летний срок службы перовскитных солнечных элементов, этот отважный новый претендент, возможно, подлатает свою ахиллесову пяту и вскоре бросит вызов кремнию за превосходство в солнечной энергии.

Исследование было опубликовано в журнале Joule.

Источник: XlynX