Органический краситель сделал перовкситовые панели стабильными

Найден способ сделать перовкситовые солнечные панели стабильными: энергия будущего

Перовскитные солнечные элементы развиваются семимильными шагами с тех пор, как ученые впервые описали их в 2009 году. При этом эффективность последних разработок повысилась с примерно 4% до 20% — это огромный скачок. Но весомым недостатком этих панелей является нестабильность ячеек под воздействием внешний среды. Ученые из Университета штата Флорида разработали новую конструкцию, которая включает в себя органический пигмент и обеспечивает работоспособность всей системы.

После множества проб и ошибок инженеры нашли способ сделать солнечные элементы из перовкситов не только эффективными, но и долговечными

За последние несколько лет инженеры предлагали ряд многообещающих подходов для обеспечения стабильности перовскитных солнечных элементов. К ним относятся манипуляции с молекулами, использование небольших доз света высокой интенсивности, работа внутри помещения, добавление графеновой «брони» или конструкции, вдохновленной глазами насекомых. Все они были призваны решить проблемы долговечности перовскитных солнечных элементов, которые быстро разрушаются в условиях окружающей среды.

Команда Университета штата Флорида добавила в состав перовкситовых панелей еще один органический пигмент под названием хинакридон, открытый еще в 1958 году. Ученые экспериментировали с перовскитными солнечными элементами на основе иодида метиламмония, которые сами по себе достигли эффективности в 18,9% — это очень высокий результат. Исследование было опубликовано в журнале Angewandte Chemie.

Команда добавила слой производного хинакридона в структуру ячейки и повысила эффективность до 21,1%. Но куда важнее то, что элемент смог сохранить 90% этой эффективности даже после 1000 часов использования в условиях окружающей среды. Ячейка также стала гидрофобной, активно отталкивая воду от своей поверхности.

«Пигментов в мире много, они дешевые и долговечные», — пояснил автор исследования Биву Ма. «Когда мы объединяем их с перовскитами, то можем создавать новые высокопроизводительные гибридные системы. Сочетание старого с новым порождает удивительный результат».