Перовскитные солнечные элементы по прочности соответствуют кремнию

Удалив растворитель диметилсульфоксид и введя хлорид диметиламмония в качестве кристаллизующего агента, исследователи смогли лучше контролировать промежуточные фазы процесса кристаллизации перовскита, что привело к созданию тонких пленок с уменьшенными дефектами и повышенной стабильностью. 138 образцов устройств затем подвергались ускоренному процессу старения и тестированию при высоких температурах в натуральных условиях.

Формамидиний-цезий-перовскитные солнечные элементы, созданные с использованием нового процесса синтеза, превзошли контрольную группу и продемонстрировали устойчивость к термической, влажностной и световой деградации. Это сильный шаг вперед к соответствию стабильности коммерческого кремния и делает тандемные устройства перовскит-кремний гораздо реалистичным кандидатом на то, чтобы стать доминирующим солнечным элементом следующего поколения.

Под руководством профессора Генри Снайта (Оксфордский университет) и профессора Удо Баха (Университет Монаш) работа была опубликована в журнале Nature Materials и доступна здесь.

Устройство работало выше порога T80 в течение 1 400 часов при имитации солнечного света при 65C. T80 - это время, необходимое солнечному элементу, чтобы снизить до 80% первоначальный эффект, что является общим ориентиром в области исследований. По истечении 1 600 часов контрольное устройство перестало функционировать, в то время как устройства, изготовленные с новой, улучшенной конструкцией, сохранили 70% первоначальной эффективности в условиях ускоренного старения.

Такое же исследование деградации было проведено на группе устройств при повышенной температуре 85C, причем новые клетки снова превзошли контрольную группу. Экстраполируя результаты, исследователи подсчитали, что новые клетки стареют в 1,7 раза на каждые 10C повышения температуры, что близко к 2-кратному увеличению, ожидаемых коммерческих расчётов.

Исследователи надеются, что работа привлечёт внимание к промежуточной фазе кристаллизации перовскита как важному фактору достижения большей стабильности и коммерческой жизнеспособности.Эта работа поддержана Стэндфордским центром линейных ускорителей (SLAC) и Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL).