Солнечные элементы сохранили 95 процентов эффективности после 1000 часов работы

N+1Наука

Соли пиперидиния повысили стабильность перовскитных солнечных батарей

Наталия Самойлова

Lin et al. / Science, 2020 

Материаловеды повысили стабильность и эффективность широкозонных перовскитных солнечных элементов, которые можно использовать в качестве верхней части тандемного солнечного модуля. Добавка соли замещенного пиперидиния в перовскитный слой предотвращает окисления анионов иода до молекулярного иода, в результате чего солнечные элементы сохраняют 95 процентов своей эффективности после 1000 часов работы. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Тандемные солнечные модули состоят из двух полупроводниковых солнечных элементов, расположенных друг под другом. Сначала солнечный луч проходит через верхний полупрозрачный полупроводник с большей шириной запрещенной зоны, где поглощаются самые высокоэнергетические фотоны (с меньшей длиной волны). Фотоны с меньшей энергией проходят насквозь и поглощаются в нижнем полупроводнике с меньшей величиной запрещенной зоны. Таким образом, тандемная архитектура позволяет максимально эффективно использовать весь спектр солнечного излучения.

В качестве нижней части тандема чаще всего используют кремний, а для верхней одним из лучших материалов считаются широкозонные перовскитные полупроводники на основе смешанных галогенидов свинца с добавками цезия и брома. В начале 2020 года тандем кремний-перовскит достиг эффективности в 29,1 процента — это почти на 3 процента больше, чем рекордная эффективность кремниевых солнечных элементов. Для коммерческого использования кремний-перовскитному тандему пока что не хватает стабильности. «Слабое звено» таких тандемов — конечно, перовскит: если кремниевые солнечные элементы сохраняют свою эффективность в течение десятков лет, то лучшие перовскиты выдерживают пока только несколько тысяч часов работы.

Солнечные элементы на основе широкозонных перовскитов считаются более стабильными, чем стандартные перовскиты — они не содержат в своем составе метиламмония, который очень чувствителен к термическому стрессу, однако у таких устройств есть и серьезный недостаток. Дело в том, что при изготовлении монолитных тандемов все слои перовскитного солнечного элемента нужно последовательно наносить на готовый кремниевый солнечный элемент — нижнюю часть будущего тандема. Чтобы не повредить кремниевый элемент, синтез проводят в мягких условиях, при температуре не выше 200 градусов Цельсия. Этой температуры вполне

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Изменения климата сократят площадь темных участков на крыльях самцов стрекоз Изменения климата сократят площадь темных участков на крыльях самцов стрекоз

Изменив окраску, стрекозы смогут избежать перегрева

N+1
«Москворотые»: русскоязычные Украины на распутье «Москворотые»: русскоязычные Украины на распутье

Почему русская Украина отказывается от своей языковой и культурной идентичности

Эксперт
Провожаем «Науку» Провожаем «Науку»

Все, что нужно знать о полете нового российского модуля «Наука» к МКС

N+1
Город мусорщиков: какой была эпидемия холеры в Лондоне Город мусорщиков: какой была эпидемия холеры в Лондоне

В XIX веке Лондон превращается в место для возникновения страшной болезни

Популярная механика
Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
Свела с ума главных секс-символов Голливуда: самые яркие романы Катрин Денев Свела с ума главных секс-символов Голливуда: самые яркие романы Катрин Денев

Катрин Денев рано разочаровалась в браке, но всегда была окружена мужчинами

Cosmopolitan
Как выбрать SSD накопитель для компьютера или ноутбука Как выбрать SSD накопитель для компьютера или ноутбука

SSD для компьютера - вполне рациональный выбор

CHIP
Ученые обнаружили в космосе загадочный объект и странный свет Ученые обнаружили в космосе загадочный объект и странный свет

Явления, которые помогут разгадать некоторые фундаментальные загадки Вселенной

Популярная механика
Главные музыкальные произведения Эннио Морриконе, вошедшие в историю кино (и не только) Главные музыкальные произведения Эннио Морриконе, вошедшие в историю кино (и не только)

Возможно, главный кинокомпозитор XX века — Эннио Морриконе

Forbes
Так кто кому должен? Так кто кому должен?

Должны ли родители помогать своим взрослым детям

Лиза
«Белоснежка и охотник» и еще 9 лучших фэнтези-сказок для взрослых «Белоснежка и охотник» и еще 9 лучших фэнтези-сказок для взрослых

Волшебные истории и сказки для взрослых, которые захватят ваше внимание

РБК
МКС сняла комету NEOWISE с орбиты Земли: завораживающее видео МКС сняла комету NEOWISE с орбиты Земли: завораживающее видео

Прохождение кометы перед наблюдателями с МКС в режиме реального времени

National Geographic
LiveScience (США): что мы узнали о мозге в 2019 году LiveScience (США): что мы узнали о мозге в 2019 году

Открытия этого года подтверждают старые «прозрения» о мозге от философов

ИноСМИ
«Дорогой, теперь ты мой»: о чем мы на самом деле ссоримся на кухне «Дорогой, теперь ты мой»: о чем мы на самом деле ссоримся на кухне

Из-за чего на самом деле мы ссоримся, споря о немытой посуде?

Psychologies
Зачем миллиардеру Андрею Филатову конный Рузвельт и сидящий Баранов Зачем миллиардеру Андрею Филатову конный Рузвельт и сидящий Баранов

Зачем основателю фонда Art Russe Андрею Филатову памятники?

Forbes
Смех сквозь слезы: 5 научных фактов о щекотке Смех сквозь слезы: 5 научных фактов о щекотке

Механизм щекотки для научного сообщества — один большой вопрос

Популярная механика
Знатный гений Гугений Знатный гений Гугений

Гюйгенс принадлежал к тем людям, которые успевают и в теории, и в практике

Наука и жизнь
Не в деньгах счастье? Не в деньгах счастье?

Финансы и личные отношения: преодолеваем барьеры

Лиза
Правда ли нужно пить два литра воды в день? А как пить во время тренировок? Правда ли нужно пить два литра воды в день? А как пить во время тренировок?

Reminder отвечает на вопросы читателей

Reminder
Учимся на ошибках: топ-6 пиджаков, которые вышли из моды, и чем их заменить? Учимся на ошибках: топ-6 пиджаков, которые вышли из моды, и чем их заменить?

Пиджак — неотъемлемая часть гардероба любой девушки

Cosmopolitan
Как Смарт ТВ шпионят за нами (и что с этим делать) Как Смарт ТВ шпионят за нами (и что с этим делать)

Вы смотрите телевизор, а он наблюдает за вами, фиксируя ваши действия и речь

CHIP
Рожденные в 2000-м Рожденные в 2000-м

Чем живут и о чем мечтают первые люди нового тысячелетия

Огонёк
Исчезнувшие империи, фьорды, застывшие водопады: куда поехать, чтобы увидеть настоящую Турцию Исчезнувшие империи, фьорды, застывшие водопады: куда поехать, чтобы увидеть настоящую Турцию

Турция может предложить куда больше, чем просто курортный отдых

Forbes
Млечный Путь классифицировали как галактику типа LINER Млечный Путь классифицировали как галактику типа LINER

Ученые исследовали энергию, исходящую из центра тысяч других спиральных галактик

National Geographic
Какие есть взаимосвязи между гомофобией и антисемитизмом Какие есть взаимосвязи между гомофобией и антисемитизмом

Что вы узнаете, если прочитаете книгу «Квир-теория и еврейский вопрос»

GQ
Катя Кузнецова: «Рада, что серьезные разочарования случились еще в юности» Катя Кузнецова: «Рада, что серьезные разочарования случились еще в юности»

Актриса Катя Кузнецова о съемках, харассменте и отношениях

Караван историй
По следам истории По следам истории

Отреставрированный дом 1899 года постройки

AD
Миссия подводного робота Миссия подводного робота

Беспилотник опускается на дно Марианской впадины

Популярная механика
Ростсельмаш выпустил беспилотный комбайн в поле Ростсельмаш выпустил беспилотный комбайн в поле

Беспилотный комбайн — разработка инновационного проекта «Умное земледелие»

Популярная механика
Сериал «Дивный новый мир»: «идеальное» общество будущего, бесконечные наслаждения и слишком много ненужного экшна Сериал «Дивный новый мир»: «идеальное» общество будущего, бесконечные наслаждения и слишком много ненужного экшна

Тот случай, когда книга была лучше

GQ
Открыть в приложении