Невеликий "трюк" підвищує ефективність сонячних панелей: що зробили вчені

Про це пише Tech Xplore. Як зазначають у виданні, перовскітні сонячні елементи мають великий потенціал для підвищення ефективності та недорогого виробництва. Але вони, як і раніше, страждають від втрат енергії і проблем зі стабільністю роботи.

Перовскітні панелі використовують матеріали з широкою смугою пропускання (WBG) — напівпровідники, які поглинають світло з більшою енергією, пропускаючи світло з меншою енергією для максимальної ефективності. Вони часто страждають від фазової сегрегації, коли з часом компоненти розділяються, призводячи до зниження продуктивності сонячних панелей.

Щоб стабілізувати матеріали WBG, вчені додали рубідій, проте зіткнулися з однією заковикою. Цей елемент утворює небажані вторинні фази, що знижує його ефективність у стабілізації структури перовскіту.

Дослідники під керівництвом Лукаса Пфейфера і Лікая Чжена з групи Міхаеля Гретцеля в EPFL знайшли спосіб змусити рубідій залишатися там, де він потрібен. Вони включили елемент у структуру, використовуючи "деформацію решітки" плівки перовскіту. Цей новий підхід не тільки стабілізує матеріал WBG, а й підвищує його енергоефективність.

Крім "деформації решітки", вчені також виявили, що введення іонів хлориду є ключовим фактором стабілізації решітки шляхом компенсації відмінностей у розмірах між включеними елементами. Це забезпечило більш рівномірний розподіл іонів, зменшивши дефекти і підвищивши загальну стабільність матеріалу.

Важливо Можна заощадити і заробити: кому з підприємців вигідні сонячні панелі

У результаті вони отримали більш однорідний матеріал з меншою кількістю дефектів і більш стабільною електронною структурою. Новий склад перовскіта досяг напруги холостого ходу 1,30 В — 93,5% від його теоретичної межі. Це являє собою одну з найнижчих втрат енергії, коли-небудь зареєстрованих у перовскітах WBG.

Нагадаємо, турецька компанія Spacelis розробляє гнучкі тандемні сонячні елементи на основі перовскіту й органічного матеріалу для застосування в аерокосмічній галузі, польовому зв'язку та безпілотних системах.