Новый эталон
энергоэффективности
солнечных элементов
с изменяемой формой.
Перовоскит, класс соединений со специфической кристаллической структурой из двух разнокалиберных катионов и одного аниона, нашёл своё применение в создании солнечных панелей, наделив их гибкостью. Этим изделиям, названным FPSC (гибкие перовскитные солнечные элементы) прочат множество применений в гибкой электронике и даже аэрокосмической промышленности. Тем не менее, радужным перспективам мешает низкая эффективность преобразования энергии и куда меньшая, чем у жёстких стеклянных аналогов, долговечность.
Проблема растёт из неоднородности характеристик гибкого основания солнечных элементов. Наделяя всю конструкцию гибкостью, поры этих перовскитных подложек одновременно являются источниками проблем, позволяя воде и кислороду проникать в материал, вызывая его разложение.
Решение этого момента стало камнем преткновения на пути реализации потенциала всей технологии гибких солнечных панелей, и, похоже, наука стала немного ближе к достижению цели. Группа китайских учёных-материаловедов из Университета Цинхуа и Национального центра нанонауки и технологий разработала производственный подход, который повышает эффективность FPSC, открывая возможности для их использования в гораздо более широких масштабах, чем даже предполагалось ранее.
Открытие и традиционная технология изготовления отличаются всего одним, но очень важным нюансом: команде удалось разработать иной метод химического осаждения оксида олова (SnO2), выступающего электронно-транспортным слоем, на гибкую подложку. Дело в том, что ранее это происходило посредством применения сильных кислот, к которым многие плёнки довольно чувствительны. Новый же подход не только не разрушает подложку, но и позволяет лучше контролировать рост оксида на ней.
В итоге команда достигла уровня эффективности преобразования энергии в 25,09%, что оказалось новым эталоном для гибких перовскитных солнечных элементов. Однако это, как говорится, результат «в моменте». Стабильные же показатели экспериментов фиксируют 24,9% производительности.
Помимо решения основной задачи, новый метод изготовления также устраняет некоторые проблемы, связанные с долговечностью устройств: они сохранили 90% эффективности преобразования энергии даже после 10 000 циклов сгибания-разгибания. Мало того, выросла также их стабильность при высоких температурах.
«Как результат ‒ мы можем изготавливать SnO2 более высокого качества для достижения более эффективных и стабильных FPSC», ‒ заключает адъюнкт-профессор Ченьи Йи, старший автор статьи, опубликованной в iEnergy.
По материалам АРМК.
