Солнечные батереи будут работать на 25% эффективнее, а стабильность повысится до 98%

Исследователи из Чжэцзянского университета (Китай) разработали инвертированный перовскитный солнечный элемент, используя новый высокоэнтропийный гибридный перовскитный материал (HEHP). Этот подход позволил повысить стабильность работы фотоэлементов без ущерба для эффективности, пишет Interesting Engineering.

Структура HEHP состоит из разупорядоченных органических фрагментов, способствующих увеличению энтропии и улучшающих термическую стабильность и структурную прочность. Ученые видят потенциал гибридного перовскита с высокой энтропией в повышении эффективности и стабильности аккумулируемой солнечной энергии.

Этот новый материал отличается многокомпонентной однофазной структурой перовскита. По сравнению с обычными перовскитами данная структура демонстрирует более высокую фазовую стабильность при высоких температурах, что подтверждено спектроскопией ядерного магнитного резонанса.

Исследователи сконструировали перовскитный солнечный элемент, используя пленку HEHP, которая, по их утверждению, обладает замечательной устойчивостью к влаге и нагреву. Архитектура солнечных элементов включает в себя подложку из оксида индия и олова (ITO), слой переноса электронов (ETL) из оксида олова (SnO2), перовскитный поглотитель, слой переноса дырок Spiro-OMeTAD и металлический контакт серебра (Ag). В стандартных условиях освещения ячейка достигла эффективности преобразования энергии 25,7%, превысив показатель эталонного устройства в 23,2%.

Напряжение холостого хода достигло 1,17 В, а плотность тока короткого замыкания и коэффициент заполнения составили 25,8 мА см² и 85,2% соответственно. Примечательно, что элемент на основе HEHP сохранил более 98% своей первоначальной эффективности после 1000 часов работы. Это предполагает пригодность ячейки для долгосрочного реального применения.

Команда полагает, что новый перовскитный материал может найти широкое применение в различных составах перовскитов и клеточных архитектурах. Такая универсальность позиционирует HEHP как потенциальную универсальную и устойчивую к ошибкам структуру для улучшения производительности перовскитных солнечных элементов в различных условиях и повышения производительности производства солнечных панелей. Гибридные перовскиты с высокой энтропией могут помочь раскрыть весь потенциал солнечной энергии, уверены ученые.