Прорив у сонячній енергетиці. Перовскітні елементи витримали екстремальне нагрівання

Дослідники з Університету Райса зробили вагомий крок у вирішенні головної проблеми сучасної геліоенергетики — нестабільності перовскітних сонячних елементів.  Тривалий час ці матеріали вважалися перспективною та дешевою альтернативою традиційному кремнію, проте їхня схильність до швидкого руйнування під впливом тепла перешкоджала комерційному використанню. Нова робота вчених зміщує акцент з гонитви за рекордною ефективністю на забезпечення довговічності панелей. Команда науковців розробила унікальний модифікований розчин-прекурсор, який дозволяє створювати надзвичайно стійкі кристалічні структури. У лабораторних випробуваннях створені плівки продемонстрували вражаючу витривалість: після 1200 годин безперервної роботи в умовах прискореного старіння при температурі 90 °C вони зберегли 98% своєї початкової ефективності. Секрет успіху полягає у використанні спеціальних добавок — двомірного перовскіту та хлориду формамідинію. Перший компонент слугує своєрідною матрицею, що спрямовує ріст кристалів, а другий регулює процес їх формування. Завдяки такому поєднанню в кристалічній решітці виникає стискаюча напруга, яка стабілізує так звану « чорну фазу». Саме ця фаза здатна максимально поглинати сонячне світло, не перетворюючись на небажану « жовту фазу», яка відбиває промені та робить елемент неефективним. Науковці порівнюють свій метод із сіткою для кульок: без належної структури елементи матеріалу розташовуються хаотично, але з додаванням нових компонентів вони чітко займають свої місця. Крім того, присутність хлору змінює сам механізм розпаду матеріалу, спрямовуючи його значно складнішим та повільнішим енергетичним шляхом. Це дозволяє уникнути швидкої деградації, яка зазвичай відбувається після охолодження панелей. Для підтвердження результатів дослідники використали спеціальну установку, що дозволяє тестувати до 100 пристроїв одночасно. Отримані дані відкривають шлях до масового виробництва тандемних сонячних елементів, де поєднання перовскіту та кремнію може забезпечити ККД понад 30%. Детальні результати дослідження опубліковані в авторитетному науковому журналі Science . Теги:   Сонячна енергетика Сонячні панелі Якщо ви знайшли помилку в тексті, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter