Фторид стабилизирует перовскитные солнечные батареи
Ученые выяснили, что добавление небольшого количества фторида в перовскит создает защитный слой, повышающий стабильность солнечной батареи. Установка сохраняет 90% эффективности после 1000 часов работы в разных экстремальных условиях.
Исследование было проведено специалистами из Эйндховенского технологического университета, энергетического исследовательского института DIFFER, Пекинского университета и Университета Твенте, сообщает sciencedaily.com. Выводы работы команды представлены в Nature Energy.
Перовскитные солнечные батареи привлекают внимание исследователей из-за дешевизны и сравнительно высокой эффективности. С 4% 2009-го их КПД вырос до 24%, приблизившись к показателям кремниевых установок. Тандемные батареи, включающие оба материала, дают более 28% эффективности. Но вакансии в атомарной структуры галидов ведут к распаду перовскита под действием влаги, света и тепла.
Команда добавила небольшое количество фторида при производстве материала. Ионы соединения формируют защитный слой вокруг кристалла, предотвращая диффузию вредоносных дефектов.
«Мы заметно повысили стабильность перовскитных солнечных батарей, — сказала соавтор работы, Шуся Тао, сотрудник Университета Твенте и DIFFER. – Установки сохраняли 90% мощности через 1000 ч агрессивного воздействия тепла и света. КПД составил 21,3% – хороший старт».
За счет сильного отрицательного заряда фторид стабилизирует решетку перовскита, формируя на поверхности сильные водородные и ионные связи. Компьютерные симуляции показали, что это свойство, вместе с небольшим размером частиц, обеспечило защиту материала.
Исследователи признают, что им предстоит длительная работа. Золотой стандарт солнечной энергетики – сохранение устройством минимум 85% начальной эффективности после 10-15 лет. Перовскитные системы пока не дотягивают до него.
«Мы ожидаем, что в следующие 5-10 лет такие батареи станут рентабельными. Помимо повышения мощности и стабилизации нужно лучше понять механизмы на атомном уровне. У нас до сих пор нет ответов, почему некоторые материалы лучше других стабилизируют перовскитные установки», — сказала Тао.
Материалы партнеров:
Читайте другие новости:
Читайте также