Нова модификация перовскити с 10-кратно по-голяма трайност се готви да предизвика доминиращата фотоволтаична технология – силиция (снимка: CC0 Public Domain)
Перовскитните слънчеви клетки може да издържат 10 пъти по-дълго, според нови изследвания, които предполагат, че наночастици от двуалуминиев триоксид (Al2O3) значително увеличават продължителността на живота и стабилността на тези високоефективни енергийни устройства.
Най-популярните фотоволтаични клетки са силициевите – съчетание на висока ефективност и добра дълготрайност. Перовскитните клетки са по-леки и по-гъвкави, но за момента имат един голям недостатък, който ги прави неспособни да се конкурират със силиция – много бързо се разграждат.
Работейки в сътрудничество с Националната физическа лаборатория и Университета в Шефилд, учени от Университета в Съри са открили начин да удължат живота на перовскитите. Става дума за улавяне на йода в перовскитите чрез вграждане на малки частици от Al2O3 – алуминиев оксид – в клетката. Това означава по-бавно разграждане, по-бавно намаляване на производителността, съответно по-дълготрайни перовскити.
„Преди десетилетие идеята за перовскитни слънчеви клетки, издържащи толкова дълго при реални условия, изглеждаше невъзможна”, каза д-р Хашини Перера, учен и водещ автор на изследването от Института за напреднали технологии към Университета на Съри. Неговата надежда е, че с новото подобрение перовскитите ще постигнат стабилността и производителността, които са им нужни, за да могат да се конкурират със силициевите клетки и да претендират за „основно енергийно решение”.
Изследването тества модифицираните слънчеви клетки при екстремна топлина и влажност, за да възпроизведе условията в реалния свят. Резултатите показват, че слънчевите клетки с вградени наночастици пт Al2O3 поддържат висока производителност за повече от два месеца (1530 часа) – десетократно подобрение, в сравнение само със 160 часа без подобрените с алуминиев оксид.
Допълнителен анализ разкри, че наночастиците Al2O3 допринасят за по-равномерна перовскитна структура, намалявайки дефектите и подобрявайки електрическата проводимост. Освен това алуминиевото съединение формира защитен 2D перовскитен слой, който действа като допълнителна бариера срещу разграждането под влияние на влажността.
Сега учените от института се надяват перовскитната слънчева технология да стане по-евтина, по-ефективна и по-масова като решение за добив на слънчева електроенергия.