Российские учёные продлили жизнь перовскитных панелей
Российские исследователи из ПНИПУ, РАН и Сколтеха нашли способ сделать перовскитные солнечные элементы менее одноразовыми. Они разработали четыре полимера, которые в тестах помогли батареям сохранить до 99% исходной эффективности после 1800 часов непрерывной работы. Для технологии, которую годами хвалят за дешевизну и гибкость, но ругают за хрупкость, это как минимум шаг из лабораторного стенда в сторону реального продукта.
Заявленная эффективность таких ячеек достигает 17,8%. Это не рекорд. Лучшие лабораторные перовскитные образцы в мире уже давно ушли за 25%, а тандемные перовскит-кремниевые структуры перевалили за 30%. Проблема в другом: красиво показать пик КПД учёные умеют давно, а вот удержать его хотя бы месяцы, а не считаные дни, получается у немногих.
Как новые полимеры продлевают срок службы перовскита
Перовскит боится всего, что обычно окружает солнечную панель: влаги, кислорода, нагрева и перепадов среды. В новой работе полимеры выступают сразу в двух ролях: защищают активный слой и помогают переносу заряда. Заодно они стабилизируют структуру материала, снижая деградацию и давая эффект частичного «самовосстановления».
Это важно по вполне приземлённой причине. Кремниевые модули служат 25-30 лет, и именно поэтому рынок до сих пор принадлежит им, а не более изящным лабораторным новинкам. Перовскитные панели легче, их можно делать полупрозрачными и гибкими, они лучше чувствуют себя при слабом и искусственном освещении, но без нормального ресурса вся эта красота упирается в экономику замены.
Если результаты удастся масштабировать, применение очевидно:
- фасады и окна с выработкой энергии;
- датчики и носимая электроника;
- портативные устройства, где вес важнее абсолютной мощности.
До массового выпуска дистанция ещё есть. На рынке уже работают компании вроде Oxford PV, которые пытаются коммерциализировать перовскитные и тандемные решения, но вся отрасль упирается в один и тот же барьер: долговечность должна измеряться не 1800 часами, а годами под солнцем, дождём и нагревом. Следующий этап здесь банален и скучен, а потому особенно важен: большие модули и полевые испытания.
Промышленные тесты таких материалов обычно занимают 12-24 месяца.
