В Университете МИСИС совместно с коллегами из Института синтетических полимерных материалов РАН повысили устойчивость перовскитных солнечных элементов к нагреву, внедрив в материал специальные органические молекулы, которые стабилизируют его структуру. Время эффективной работы устройств при высокой температуре 80 градусов увеличилось с 260 до 700 часов и выше. Это важный шаг к созданию более доступных и долговечных солнечных панелей нового поколения.
На сегодняшний день перовскитные солнечные элементы значительно превосходят кремниевые аналоги по эффективности в пасмурную погоду или при искусственном освещении. Однако широкое внедрение таких панелей пока ограничено, так как под воздействием негативных факторов окружающей среды тонкие пленки быстро разрушаются.
Одна из актуальных задач материаловедов — увеличить срок службы перовскитных модулей при высокой температуре, которая значительно ускоряет коррозию металлических контактов и образование структурных дефектов, рассказали ученые. Существующие методы стабилизации часто работают только в мягких, близких к комнатной температуре условиях, но оказываются недостаточно эффективными при стандартных рабочих температурах солнечных панелей — 80–100 градусов.
Для решения этой проблемы специалисты предложили действенный способ защитить перовскитный модуль от разрушения при нагреве. Добавленные трифениламин-пиридиновые молекулы устроены так, что одна их часть отдает электроны, а другая — притягивает. Благодаря этому они хорошо взаимодействуют с перовскитом и создают внутри материала небольшие электрические поля, которые меняют энергетические уровни на границах кристаллов. Это снижает потери энергии и повышает выходное напряжение до 1,14 В.
Повышение продолжительности безотказной работы перовскитных солнечных батарей — одна из востребованных тем для научных и технологических разработок, подтвердил директор Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Н.Э. Баумана Евгений Александров. Перовскитные материалы, по сравнению с кремниевыми, обеспечивают большую эффективность преобразования света в электричество. Кроме того, они значительно дешевле и проще в изготовлении.
По его словам, солнечные батареи с повышенной температурой эксплуатации могут найти применение в жарких областях, например в пустынях, на возвышенностях (в горах) и в космосе.
Свежие комментарии