Российские исследователи сделали важный шаг к созданию более надёжных перовскитных солнечных батарей, которые могут работать долгое время. Эффективность таких батарей уже превышает 26%, но их массовое использование ограничивается проблемами с долговечностью. Учёные из ФИЦ ПХФ и МХ РАН нашли способ улучшить стабильность этих технологий.
Ключевым фактором, влияющим на срок службы перовскитных солнечных элементов, стало взаимодействие активного слоя перовскита с оксидом цинка (ZnO), который используется в качестве электронной транспортной среды. Хотя ZnO обладает высокой прозрачностью и хорошими электронными свойствами, его прямой контакт с перовскитом может вызывать разрушение последнего.
В ходе исследования учёные изучили, как различные методы нанесения пленок оксида цинка влияют на стабильность двух типов перовскита: классического MAPbI3 и нового безметиламмониевого Cs0,12FA0,88PbI3. Это позволило не только сравнить методы, но и понять, как материалы взаимодействуют на границе их контакта.
Специалисты выделили три ключевые группы химических соединений, которые играют важную роль в этом взаимодействии: ацетатные, гидроксильные и аминные. Батареи, созданные с использованием оксида цинка и аминной пассивации, показали отличные результаты: после 2500 часов под воздействием света они сохранили около 68% своей первоначальной эффективности. В то же время конструкции с традиционным ацетатным ZnO быстро теряли свои свойства.
Учёные доказали, что, управляя поверхностной химией оксида цинка, можно значительно улучшить его характеристики. Этот подход может быть полезен и для других оксидных слоев, используемых в перовскитных солнечных панелях. Исследование открывает новые возможности для повышения как эффективности, так и долговечности солнечных элементов.
Читайте ещё по теме:
Солнечные батареи на сапфировой подложке разработают в Ставрополе
Перовскитные рулонные солнечные панели создадут в НИТУ МИСИС
