Российские исследователи нашли компонент, который способен в три и более раз продлить срок службы солнечных батарей. Вещество сохраняет полезные свойства даже в агрессивной среде и при экстремальных температурах.
Ученые Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова разработали специальную добавку к перовскитному слою солнечных элементов, которая повышает их устойчивость к свету, нагреву и воздействию воздуха — главным факторам разрушения таких материалов.
Перовскитные элементы считаются одним из самых перспективных направлений в солнечной энергетике благодаря высокой эффективности и потенциально низкой стоимости производства. Однако их широкому применению мешает нестабильность: под действием солнечного излучения, кислорода и влаги материал постепенно теряет рабочие свойства.
Обычно для защиты используют так называемые пассиваторы — вещества, которые устраняют дефекты в перовскитных элементах и продлевают им жизнь. Все пассиваторы по своей природе статичны: они не могут реагировать на новые дефекты или изменяющиеся внешние условия.
В качестве решения проблемы ученые предложили динамический или адаптивный пассиватор. Новое вещество — хлорид 2-меркаптоэтиламмония — получило сокращенное название MEACl. Как показали эксперименты, MEACl способен не просто устранять дефекты, но и реагировать на появление в перовските продуктов распада, подавляя его деградацию.
Перовскит, обработанный пассиватором, протестировали в экстремальных условиях: подвергли одновременному воздействию солнечного света, температуры в 85 градусов и повышенной влажности. Несмотря на все это, элемент проработал в три раза дольше, чем контрольные образцы без обработки. При более щадящей температуре в 65 градусов срок службы элемента увеличился в четыре раза и достиг почти двух тысяч часов. В будущем улучшенный перовскит может пригодиться в самых разных сферах — от авиакосмической промышленности до обеспечения энергией удаленных и труднодоступных территорий.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».