Сетевое издание ENERGOSMI (ЭНЕРГОСМИ). Номер свидетельства СМИ ЭЛ № ФС 77 — 63300.

Для повышения долговечности перовскитных солнечных элементов применяются пассиваторы — вещества, которые создают защитный слой на поверхности материала. Однако высокие концентрации большинства пассиваторов, как правило, ухудшают характеристики элемента. В новом исследовании ученые из США и Китая обработали пленку перовскита молекулами терпиридина. Этот пассиватор защищал материал при высоких концентрациях без снижения эффективности. Благодаря новому методу солнечные элементы достигли рекордной эффективности 25,24 % и сохранили почти 90 % своей первоначальной производительности даже после более чем 2664 часов воздействия света.

Один из способов повысить эффективность солнечных батарей на основе перовскита — устранить дефекты в их структуре. Для этого ученые используют специальные вещества, которые называются пассиваторами. Эти вещества заполняют дефекты, улучшая работу батареи. Однако существует проблема: защитный слой, создаваемый пассиваторами, быстро разрушается под воздействием света и тепла. Это происходит потому, что количество пассиватора подбирается для новых, только что изготовленных батарей, и не учитывает дефекты, которые появляются в процессе работы. Если добавить слишком много пассиватора, производительность элемента также снизится.

Ученые выяснили, что добавление большого количества специального вещества (π-сопряженного пассиватора) повышает долговечность перовскитовых солнечных элементов. Эффективность этого вещества не зависит от его концентрации, то есть даже при значительном увеличении количества пассиватора производительность солнечной батареи не снижается.

В качестве пассиватора рассматривались три молекулы органических оснований Льюиса — пиридин, бипиридин и терпиридин. Оказалось, что терпиридин обладает наибольшим π-сопряжением — особым типом связи между атомами в молекуле, который обеспечивает большую стабильность и способность к взаимодействию с другими веществами. Именно терпиридин менее всего зависел от концентрации и продемонстрировал самую эффективную пассивацию.

Эксперименты показали, что обработка на основе π-сопряженных молекул терпиридина может надолго нейтрализовать поверхностные дефекты. При этом она не вредит перовскиту даже при высоких концентрациях и не снижает производительность созданных на его основе солнечных элементов.

Избыточные молекулы пассиватора способны взаимодействовать с новыми дефектами, которые появляются в процессе эксплуатации устройства.

После 2664 часов воздействия света сохранилось 90 % первоначальной эффективности, а после 2976 часов нагрева — 82 %. Экспериментальные устройства имели плотность тока короткого замыкания 25,97 мА/см², напряжение холостого хода 1,19 В и коэффициент заполнения 81,65 %. Ячейки достигли эффективности преобразования энергии 25,24 %.

Авторы исследования опубликовали подробные инструкции, чтобы другие ученые могли повторить этот эксперимент и проверить, подойдет ли он для разных типов перовскитных материалов.

Читайте Insider

Журнал о кабельном бизнесе

Слушайте Kabel.FM

Первое кабельное радио!

Рекомендации по теме

Томские ученые создали электропроводящие полимеры для работы при экстремальных температурах
Обновление ассортимента измерительных трансформаторов тока от бренда EKF
Проект заботливой адаптации сотрудников компании «Электрорешения» (бренда EKF) отмечен главной отраслевой премией в России и СНГ InterComm2025
CHINT в России расширяет сотрудничество с «ВсеИнструменты.ру»
Сахалинэнерго продолжает обновление электросетевого комплекса Сахалина
BYD Qin L 2026: 2148 км на одной волне
«Подводную» майнинг-ферму обнаружили энергетики в Махачкале
В НГТУ НЭТИ разработали инновационный метод релейной защиты от витковых замыканий в обмотке статора синхронного генератора
На Белоярской АЭС успешно прошла испытания система звуковидения для реактора БН-800