Ученые разработали первый долговечный перовскитовый солнечный элемент

Ученые из Princeton Engineering разработали первый перовскитовый солнечный элемент с коммерчески жизнеспособным сроком службы, что стало важной вехой для нового класса технологий возобновляемой энергии. Исследовательская группа прогнозирует, что их устройство может работать выше отраслевых стандартов в течение 30 лет, что намного больше, чем 20 лет, которые используются в качестве порога жизнеспособности солнечных элементов.

Устройство не только отличается высокой надежностью, но и соответствует общепринятым стандартам эффективности. Фактически, это первый в своем роде аккумулятор, способный конкурировать по производительности с элементами на основе кремния, которые доминировали на рынке с момента их появления в 1954 году.

Перовскиты — это полупроводники с особой кристаллической структурой, благодаря которой они хорошо подходят для солнечных батарей. Их можно производить при комнатной температуре, используя гораздо меньше энергии, чем кремний, что делает их производство более дешевым и экологичным. И в то время как кремний является жестким и непрозрачным, перовскиты можно сделать гибкими и прозрачными, распространяя солнечную энергию далеко за пределы культовых прямоугольных панелей. Но, в отличие от кремния, перовскиты очень хрупкие. Ранние перовскитные солнечные элементы (PSC), созданные в период с 2009 по 2012 год, работали всего несколько минут. Прогнозируемый срок службы нового устройства представляет собой пятикратное увеличение по сравнению с предыдущим рекордом, установленным более низким КПД PSC в 2017 году.

Команда Принстона под руководством Линн Лу, профессора инженерии Теодоры Д. и Уильяма Х. Уолтона, представила свое новое устройство и новый метод тестирования таких устройств в статье, опубликованной 16 июня 2022 г. в журнале Наука.

«Сегодня у нас может быть рекорд, но завтра придет кто-то другой с лучшим результатом. Самое интересное, что теперь у нас есть способ протестировать эти устройства и узнать, как они будут работать в долгосрочной перспективе».

Профессор Лу сказал, что рекордная конструкция подчеркнула длительный потенциал PSC, особенно как способ вывести технологию солнечных элементов за пределы кремния. Но она также указала не только на результаты заголовка, но и на новую технику ускоренного старения, разработанную ее командой, как на более глубокое значение работы.

Из-за общеизвестной хрупкости перовскитов долгосрочные испытания до сих пор не вызывали особого беспокойства. Но по мере того, как устройства становятся лучше и служат дольше, тестирование одной конструкции на другую будет иметь решающее значение для внедрения надежных и удобных для потребителя технологий.