Масштабируемый и устойчивый перовскитный солнечный модуль разработали ученые Японии - «Новости Электроники»

Ученые из Научно-технологического института Окинавы изменили стандартную перовскитовую солнечную панель, улучшив ее показатели производительности и масштабирование.

Японским исследователям удалось устранить главный недостаток перовскитовых солнечных элементов, препятствовавший их широкому распространению на рынке. Солнечные панели третьего поколения, которым относятся модули из перовскита, отличаются более высокой конверсией света в электричество и низкой себестоимостью, но их коммерческому применению препятствует низкая устойчивость перовскита. Экономически оправданным является использование солнечных модулей со сроком эксплуатации более пяти лет, тогда как цикл работы перовскитовых панелей сегодня далек от этого показателя.

Производительность перовскитовых панелей снижается из-за разрушения содержащегося в них диоксида титана. Японские ученые заменили его на диоксид олова, а также оптимизировали метод нанесения этого состава для повышения устойчивости, производительности, что привело к возможности увеличения самих перовскитных солнечных элементов. Перовскит с диоксидом олова служит в три раза дольше, чем имеющий в составе диоксид титана.

Читайте также: Тандемные солнечные панели (кремниево-перовскитные) получили эффективность 26,3%

В слоистой структуре нового фотоэлемента каждый слой выполняет определенную функцию. Активный слой из соединений перовскита улавливает фотоны солнечного света, которые при столкновении с поверхностью создают отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные дыры в нем. Ученые взяли под контроль их движение, поместив активный слой между двумя транспортными материалами и создав тем самым электрической поле.

Транспортным слоем для электронов в обычной перовскитовой панели служит диоксид титана; под действием солнечного света он вступает в реакцию с перовскитом и теряет свои транспортные свойства. При замене диоксида титана диоксидом олова удалось устранить этот дефект. Транспортный слой создан распространенным методом осаждения напылением: заряженные частицы потоком атакуют слой диоксида олова, вымещая его на поверхность. Регулируя давление и скорость напыления, экспериментаторы создали тонкие транспортные слои однородной толщины на больших поверхностях.

Производительность перовскитового модуля с диоксидом олова превысила 20%, а возможности масштабирования были продемонстрированы покрытием рабочей поверхности модулями 5х5 см, при этом масштабированный блок показал конверсию более 12%. На следующем этапе ученые намерены еще более повысить эффективность увеличенных солнечных модулей.

Читайте также: Корейскими учеными создан новый класс солнечных элементов из перовскита без свинца

Источник: phys.org