Исследователи из Санкт‑Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» совершили прорыв в области солнечной энергетики: им удалось почти вдвое увеличить срок службы фотоэлектрических элементов с помощью муравьиной кислоты, пишет «Газета.ru».
Ключевой материал в современных солнечных батареях — галогенидные перовскиты. Это высокоэффективные полупроводники: они хорошо поглощают свет, устойчивы к дефектам, а их оптические свойства можно настраивать, меняя состав. По КПД такие батареи превосходят традиционные кремниевые, но у них есть серьезный минус — низкая долговременная стабильность.
Особенно перспективны перовскиты с тремя положительно заряженными ионами (катионами), однако в процессе создания пленки в них возникают дефектные участки. Из‑за этого ухудшается перенос заряда и падает эффективность устройства. Существующие способы борьбы с деградацией либо слишком дороги, либо усложняют производство.
Ученые нашли альтернативу: регулировать размер микроскопических частиц в специальном растворе с помощью муравьиной кислоты. Раньше ее применяли для перовскитов с одним или двумя катионами, а вот для «тройных» перовскитов это направление было малоизученным.
Эксперименты показали впечатляющие результаты. Добавление муравьиной кислоты в раствор для изготовления активных слоев фотоэлектрических элементов уменьшило размер коллоидных частиц на 90%. Благодаря этому формируются более однородные пленки с меньшей плотностью дефектов. В ходе испытаний срок службы модифицированных ячеек вырос с 158 до 320 дней — при комнатной температуре и обычной влажности. По словам доцента кафедры Фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Александра Дегтерева, это открывает путь к созданию коммерчески успешных перовскитных солнечных элементов.
Автор: Ярослав Митрофанов