Перовскитовый солнечный элемент проходит тест на выносливость - и он эффективен

Кристаллы перовскита подвергаются как химическому, так и структурному воздействию. Кристаллы разлагаются, если они плохо защищены, что значительно ухудшает их долговечность.

Толстая упаковка материала, который отвечает за преобразование фотонов в электричество, в свою очередь, снижает эффективность. Например, недавно был представлен чрезвычайно прочный перовскитовый солнечный элемент. Однако он едва ли может предложить половину эффективности солнечного модуля на основе кремния.

В исследовании Университета Райса, штат Техас, все звучит совсем иначе. Эффективность их солнечного модуля составляет более 24% - больше, чем у современных коммерческих солнечных систем.

В то же время, в стресс-тесте при температуре 85 °C (185 °F) и 1 000 часов полного использования он потерял только 3 процента своей мощности. Исходя из 24 процентов, после испытания, которое должно имитировать несколько лет использования, осталось 23,3 процента.

Это было достигнуто путем объединения кристаллов перовскита с другим кристаллом, состоящим из формамидиния, свинца и йода. Двухмерный слой перовскита служил основой, на которой мог расти второй кристалл.

Оба компонента смогли обрести стабильность, которой эти вещества не обладают по отдельности. Однако их структуры прекрасно дополняли друг друга во время процесса. Обычно двух дней пребывания под солнечным светом должно быть достаточно, чтобы обнаружить первые повреждения в кристаллической решетке. Новая ячейка, состоящая из обоих кристаллов, оставалась безупречной и через три недели.

У представленного метода производства долговечных перовскитовых ячеек есть еще одно преимущество: Достаточно температуры 150 °C (300 °F), что не только делает производство более рентабельным, но и позволяет, например, использовать гибкие материалы в качестве основы для солнечных элементов.

Однако исследовательской группе еще предстоит поработать над размером своих солнечных модулей. Эффективная полезная площадь их высокостабильной ячейки составляет всего 0,5 квадратных сантиметра (0,08 квадратного дюйма). Даже самый высокий КПД здесь мало чем поможет.