Сонячні панелі покращили незвичайним способом і тепер їхня ефективність сягає 26%

Включення синтетичної молекули в перовскітні сонячні елементи може забезпечити електроенергією тисячі будинків, упевнені вчені з Центру передового досвіду в галузі відновлюваної енергії та стійких технологій KAUST.

Про це пише медіа interestingengineering.com.

Що відомо про синтетичну молекулу CPMAC

Вчені продемонстрували, що включення синтетичної молекули в перовскітні сонячні елементи підвищує їхню енергоефективність і довговічність. Відома як CPMAC, молекула є іонною сіллю, синтезованою з бакмінстерфуллерена, речовини, що складається з атомів вуглецю C₆₀.

Однак слабкі взаємодії на межі перовскіту C₆₀ призводять до механічної деградації, яка ставить під загрозу довгострокову стабільність сонячних елементів. Щоб усунути це обмеження, дослідники розробили іонну сіль, отриману з C₆₀, CPMAC, щоб значно підвищити стабільність перовскітних сонячних панелей.

Дослідники стверджують, що включення CPMAC призвело до поліпшення електронних властивостей сонячних елементів. Вони підкреслили, що елементи з CPMAC мали ефективність перетворення енергії — стандартний показник, який використовується для оцінки енергоефективності сонячних батарей — на 0,6% вищу, ніж сонячні елементи, створені з використанням C₆₀.

Навіть різниця в 1% в енергоефективності електростанції, яка виробляє 1 гігават електроенергії, може додатково принести користь 5000 будинків.

Дослідження підкреслює, що C₆₀ зазвичай є шаром перенесення електронів (ETL) в інвертованих перовскітних сонячних панелях, його молекулярна природа C₆₀ призводить до слабких інтерфейсів, що призводять до неідеальної електронної та механічної деградації інтерфейсу.

Ефективність перетворення енергії 26%

Використовуючи CPMAC, вчені отримали ефективність перетворення енергії (PCE) ~26% з деградацією ~2% після 2100 годин роботи 1 сонця при 65 °C. Для мінімодулів (чотири субелементи площею 6 кв. см кожен) вони досягли PCE ~23% з деградацією <9% після 2200 годин роботи при 55 °C.

"Коли ми маємо справу з масштабом типової електростанції, додаткова електроенергія, що виробляється навіть з частки відсотка, вельми істотна", — наголосили науковці та зазначили, що сонячні панелі з CPMAC показали зниження ефективності перетворення енергії, що становило одну третину від ефективності сонячних елементів C₆₀, коли обидва типи зазнавали впливу високих температур за різної вологості впродовж більш ніж 2000 годин, що є еталоном для перевірки стабільності сонячних елементів.