Сонячні батареї працюватимуть на 25% ефективніше, а стабільність підвищиться до 98%

Дослідники з Чжецзянського університету (Китай) розробили інвертований перовскітний сонячний елемент, використовуючи новий високоентропійний гібридний перовскітний матеріал (HEHP). Цей підхід дозволив підвищити стабільність роботи фотоелементів без шкоди для ефективності, пише Interesting Engineering.

Структура HEHP складається з впорядкованих органічних фрагментів, що сприяють збільшенню ентропії та поліпшують термічну стабільність і структурну міцність. Вчені бачать потенціал гібридного перовскіта з високою ентропією в підвищенні ефективності та стабільності акумульованої сонячної енергії.

Цей новий матеріал вирізняється багатокомпонентною однофазною структурою перовскіта. Порівняно зі звичайними перовскітами ця структура демонструє вищу фазову стабільність за високих температур, що підтверджено спектроскопією ядерного магнітного резонансу.

Дослідники сконструювали перовскітний сонячний елемент, використовуючи плівку HEHP, яка, за їхнім твердженням, має чудову стійкість до вологи і нагрівання. Архітектура сонячних елементів включає в себе підкладку з оксиду індію та олова (ITO), шар перенесення електронів (ETL) з оксиду олова (SnO2), перовскітний поглинач, шар перенесення дірок Spiro-OMeTAD і металевий контакт срібла (Ag). У стандартних умовах освітлення осередок досяг ефективності перетворення енергії 25,7%, перевищивши показник еталонного пристрою в 23,2%.

Напруга холостого ходу досягла 1,17 В, а щільність струму короткого замикання і коефіцієнт заповнення склали 25,8 мА см² і 85,2% відповідно. Примітно, що елемент на основі HEHP зберіг понад 98% своєї первісної ефективності після 1000 годин роботи. Це передбачає придатність комірки для довгострокового реального застосування.

Команда вважає, що новий перовскітний матеріал може знайти широке застосування в різних складах перовскітів і клітинних архітектурах. Така універсальність позиціонує HEHP як потенційну універсальну і стійку до помилок структуру для поліпшення продуктивності перовскітних сонячних елементів в різних умовах і підвищення продуктивності виробництва сонячних панелей. Гібридні перовськіти з високою ентропією можуть допомогти розкрити весь потенціал сонячної енергії, впевнені вчені.

Раніше ми писали про те, як вибрати акумулятор для домашньої сонячної електростанції. Під час вибору акумуляторних батарей для зберігання енергії, зібраної сонячними панелями, потрібно враховувати кілька важливих факторів, а також визначити свої потреби в енергії.