Перовскитные солнечные элементы достигли рекордной стабильности

Благодаря низкой себестоимости изготовления и разнообразию химического состава перовскитные материалы стали перспективным кандидатом на использование в составе дешёвых, эффективных и лёгких солнечных батарей. Однако достижение высокого уровня эффективности преобразования солнечной энергии (более 20%) до сих пор было возможно только со слоем дорогого ($500 за грамм) органического материала для дырочного зарядового транспорта (Hole Transport Material, HTM).

Более доступные неорганические варианты не обеспечивают перовскитной батарее нужной долгосрочной стабильности. Наиболее перспективный из них, тиоцианат меди (CuSCN), стоит в 1000 раз меньше, чем типичный органический HTM, но химически неустойчив и кроме того, трудности с интеграцией его на плёнку перовскита препятствуют достижению максимальной эффективности преобразования.

Неха Арора (Neha Arora) и Ибрагим Дар (M. Ibrahim Dar) из лаборатории Михаэля Гретцеля (Michael Grätzel) в Федеральной политехнической школе Лозанны (Швейцария) предложили две концепции интеграции CuSCN в перовскитные батареи, позволяющие преодолеть ограничения данного материала.

Во-первых, они разработали простой динамический метод осаждения из раствора слоёв CuSCN толщиной 60 нм. Обеспечиваемая этой технологией высокая степень однородности материала позволяет изготавливать перовскитные солнечные элементы со стабилизированной эффективностью преобразования энергии более 20%.

Во-вторых, учёные ввели между CuSCN и золотым электродом разделительный слой из восстановленного оксида графена. Такая инновация обеспечила перовскитным солнечным панелям высокую операционную стабильность: после 1000 часов работы на полной мощности при температуре 60 °С они сохранили 95% стартовой эффективности. Это даже лучше, чем при использовании органического HTM.

В ходе данного исследования также выяснилось, что нестабильность перовскитных устройств с тиоцианатом меди вызвана постепенным ухудшением контакта между золотом и CuSCN в процессе эксплуатации солнечной батареи.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (1 vote)
Источник(и):

ko.com.ua