Гибкие перовскитные солнечные панели традиционно уступали кремниевым по стабильности и надёжности. Команда из Института металловедения Китайской академии наук и Чжэнчжоуского университета показала, что этот разрыв можно сократить, усилив структуру углеродными нанотрубками.
В новых модулях удалось получить более 20% эффективности для гибких вариантов, а жёсткие элементы превысили 24%.
Роль однослойных углеродных нанотрубок
Ключевым элементом стали плёнки из однослойных углеродных нанотрубок (SWCNT). Исследователи не просто использовали их как прозрачные электроды, но и применили обработку серной кислотой.
Этот шаг сразу решает несколько задач:
- повышает проводимость электродов;
- формирует плотный слой NiSO₄–NiOx на границе с транспортным слоем дырок;
- улучшает перенос заряда внутри солнечного элемента.
За счёт этого удалось отказаться от традиционного оксида индия-олова (ITO), который дорог и сложен в производстве.
Эффективность и стабильность
Результаты испытаний выглядят так:
- жёсткие перовскитные элементы показали >24% эффективности;
- гибкие версии стабильно держались на уровне около 23%;
- при тестах в условиях высокой температуры, влажности и непрерывного освещения новые элементы сохранили более 95% исходного КПД за месяц.
Для перовскитных технологий, чувствительных к внешней среде, это важный шаг к реальной эксплуатации, а не только лабораторным рекордам.
Совместимость с рулонным производством
Отдельный плюс — технологическая совместимость с рулонным выпуском. Плёнки из нанотрубок можно изготавливать в метровом масштабе, что хорошо ложится на формат:
- гибких модулей,
- больших полотен для фасадов и крыш,
- интеграции в элементы инфраструктуры.
Это делает гибкие перовскитные панели с нанотрубками реальным кандидатом для массового применения: встраиваемые решения для зданий, элементов городской среды и лёгких конструкций, без опоры на редкие материалы.