26.05.2019
«Легирование» перовскитных солнечных элементов повышает их эффективность и производительность
Как и некоторые спортсмены, солнечные модули также выигрывают от химикатов, повышающих их производительность. Ученые из университета Суинберна сумели это доказать. Они показали, как солнечный свет лечит дефекты и повышает эффективность в «легированных» перовскитных солнечных элементах. В этом случае легирование означает введение примесей в материал для изменения его характеристик.
Ученые полагают, что их прорыв в области легирования может привести к тому, что материалы типа перовскитов могут полностью вытеснить кремний.
Будущее Солнца - за этим материалом, считают исследователи. Кристаллы перовскита захватывают и преобразуют солнечный свет с более высокой эффективностью, чем кремниевые пластины. Однако они страдают одним существенным недостатком. Кристаллы становятся нестабильными и разрушаются после длительного пребывания на солнце!
«Исцеление» перовскитов для повышения и поддержания эффективности
Ученые обнаружили, что «легирование» перовскитных солнечных элементов повышает производительность.
Кристаллы, из которых состоят солнечные элементы из перовскита, содержат трещины и карманы. Эти дефекты, известные как ловушки, снижают эффективность работы клеток и вызывают их нестабильность под действием солнца.
Исследователи решили эти проблемы путем легирования кристаллов калием, что улучшило преобразование солнечной энергии клетками. Они ожидали такого результата, но то, как этот процесс работал, их удивило.
Исследования показали, что калий позволяет солнечному свету запускать процесс заживления, избавляя от дефектов, а также улучшая стабильность клеток. Как стероид, солнечный свет усиливает процесс самовосстановления в клеточной структуре, что, в свою очередь, повышает эффективность преобразования солнечной энергии.
«Солнечный свет становится пусковым механизмом для положительного образования соединений, подобных бромиду калия, устраняя ловушки на границе раздела и стабилизируя подвижные ионы в клетке», - сказал исследователь Вейцзян Чен.
Легированные перовскиты лидируют
Новое исследование было проведено учеными Суинберна в сотрудничестве со специалистами Уханьского технологического университета в Китае, Мельбурнского университета и Аделаидского университета. Это последний и самый многообещающий прорыв в выпуске перовскитных солнечных элементов на рынок.
Задача состоит в том, чтобы создать солнечные панели на основе перовскита (PSC), достаточные для того, чтобы конкурировать с обычными солнечными панелями из поликремния. Чтобы быть конкурентоспособными, они должны демонстрировать продолжительность жизни не менее 25 лет.
Ученые говорят, что их работа создаст новый протокол, чтобы производить коммерческие солнечные батареи на основе перовскита. Они планируют присоединиться к отраслевым партнерам для активного развертывания высокоэффективных перовскитных солнечных технологий нового поколения.