Китайские ученые создали высокоэффективный перовскитный солнечный элемент с улучшенной стабильностью

Исследователи из Института полупроводников Китайской академии наук совершили прорыв в технологии перовскитных солнечных элементов, открыв путь для их коммерческого применения, сообщает Science and Technology Daily.

Новый прототип достиг высокой фотонной эффективности преобразования в 27,2% наряду со значительно улучшенной эксплуатационной стабильностью. Эти результаты были недавно опубликованы в журнале Science.

Производство высококачественных перовскитных пленок имеет решающее значение для повышения эффективности солнечных элементов. Хотя метиламмония хлорид обычно используется для помощи в росте пленки, исследование выявило проблему: во время кристаллизации ионы хлорида имеют тенденцию мигрировать и накапливаться у верхней поверхности, что приводит к неравномерному вертикальному распределению хлора. Эта неоднородность негативно влияет как на производительность, так и на долгосрочную стабильность.

Для решения этой проблемы команда ввела щелочной металл оксалат во время формирования пленки. Ионы калия, высвобождаемые оксалатом, прочно связываются с ионами хлорида, эффективно подавляя их неконтролируемую миграцию и способствуя равномерному распределению по всему перовскитному слою.

Солнечные элементы, изготовленные с этой оптимизированной пленкой, достигли сертифицированной эффективности в 27,2%. Они также продемонстрировали отличную стабильность, сохраняя 86,3% своей первоначальной эффективности после 1 529 часов непрерывной работы и 82,8% после 1 000 часов в условиях ускоренного старения при температуре 85 градусов Цельсия с освещением.

Перовскитные солнечные элементы считаются одним из самых перспективных направлений в фотовольтаике благодаря потенциально более низкой стоимости производства по сравнению с традиционными кремниевыми аналогами. Однако до недавнего времени их широкому коммерческому применению мешали проблемы со стабильностью при длительной эксплуатации. Новое исследование китайских ученых может стать важным шагом на пути к преодолению этого ограничения.