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

Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских

Свободнее всего в Европе пространство осваивают карельские медведи

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

Почему русская Украина отказывается от своей языковой и культурной идентичности

Эксперт
Нечеловеческим животным отказали в чувстве справедливости Нечеловеческим животным отказали в чувстве справедливости

Ученые не обнаружили у животных непринятия несправедливости

N+1
Правила жизни Арнольда Шварценеггера Правила жизни Арнольда Шварценеггера

Правила жизни актера и политика Арнольда Шварценеггера

Esquire
Как забыть мужчину, который загостил вас и исчез из вашей жизни Как забыть мужчину, который загостил вас и исчез из вашей жизни

Почему резкое исчезновение партнера может стать испытанием для психики?

Psychologies
Глава «Апологии протеста» Алексей Глухов о жалобах россиян в ЕСПЧ Глава «Апологии протеста» Алексей Глухов о жалобах россиян в ЕСПЧ

Как ЕСПЧ поступает с однотипными исками россиян?

СНОБ
Суперъяхты из «старых калош»: лодки богатейших людей мира, переделанные из военных кораблей и гражданских судов Суперъяхты из «старых калош»: лодки богатейших людей мира, переделанные из военных кораблей и гражданских судов

Зачем миллиардеры тратят деньги на перестройку старых лодок

Forbes
От пляжа в Торонто до кластера в Туле: как удачные архитектурные решения помогли поднять туризм От пляжа в Торонто до кластера в Туле: как удачные архитектурные решения помогли поднять туризм

Архитектурные решения, которые развили туристическую отрасль страны

Forbes
Атомный танк и еще 8 ядерных версий привычных вещей Атомный танк и еще 8 ядерных версий привычных вещей

На заре атомной энергии ученые верили, что, куда ее ни добавь, будет лучше

Maxim
Пористый пара-арамид оказался хорошей теплозащитой Пористый пара-арамид оказался хорошей теплозащитой

Теплоизоляционные свойства такого материала оказались в 20 раз лучше кевлара

N+1
Как работает эффект иллюзии правды Как работает эффект иллюзии правды

Отрывок из книги «Анатомия заблуждений, или Большая книга критического мышления»

СНОБ
Контрагент не платит долги — что делать? Контрагент не платит долги — что делать?

Как быть, если ваш контрагент не выполняет условия договора?

Inc.
Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона

Предприниматель, остров Некер, 70 лет

Esquire
Это шутка? Настой базилика и другие «странные» советы звезд по уходу за волосами Это шутка? Настой базилика и другие «странные» советы звезд по уходу за волосами

Самые странные советы селебрити об уходе за волосами

Cosmopolitan
«Искусственный интеллект и мозг человека» «Искусственный интеллект и мозг человека»

Все богатство нашей жизни лежит в памяти, которую мы забыли

N+1
Безопасный фритюр Безопасный фритюр

Насколько страшен фритюр и откуда взялось предубеждение к блюдам во фритюре?

Bones
Зеркала из неотражающих материалов: как это возможно Зеркала из неотражающих материалов: как это возможно

Мы привыкли к тому, что зеркало – это поверхность, отражающая свет

Популярная механика
«Цивилизация запахов. XVI — начало XIX века» «Цивилизация запахов. XVI — начало XIX века»

Отрывок из книги Робер Мюшембле о восприятиях запаха

N+1
Уроки истории: хотел ли Черчилль в 1945 году воевать со Сталиным? (The National Interest, США) Уроки истории: хотел ли Черчилль в 1945 году воевать со Сталиным? (The National Interest, США)

Могла ли Вторая мировая война немедленно перейти в третью мировую?

ИноСМИ
Вспоминая «Пасвик» Вспоминая «Пасвик»

Вся живая природа Севера подчинена жёсткому ритму

Наука и жизнь
Смерть: может ли момент нашей кончины быть эйфорией? (The Conversation, Австралия) Смерть: может ли момент нашей кончины быть эйфорией? (The Conversation, Австралия)

Приближение смерти запускает выработку эндорфинов?

ИноСМИ
Люди создают животных, не способных жить: жертвы селекции в XXI веке Люди создают животных, не способных жить: жертвы селекции в XXI веке

Мы привыкли думать, что селекция направлена на улучшение качеств животных

Популярная механика
Чья бы корова… Чья бы корова…

За последние десять лет потребление мяса в России возросло в два раза

Bones
Европейские перелетные птицы скорректировали сроки миграции из-за погоды Европейские перелетные птицы скорректировали сроки миграции из-за погоды

Сроки миграции птиц зависят от погодных условий в местах их отдыха

N+1
Симулякры демократии Симулякры демократии

Отрывок из книги политологов Ивана Крастева и Стивена Холмса

Огонёк
Правила жизни принцессы Дианы Правила жизни принцессы Дианы

Правила жизни принцессы Уэльской Дианы

Esquire
Искусственный интеллект не заменит врачей. Но сделает их работу эффективнее Искусственный интеллект не заменит врачей. Но сделает их работу эффективнее

Машины научились определять заболевания кожи

GQ
10 самых известных предсказаний конца света: пранк длиной в 2000 лет 10 самых известных предсказаний конца света: пранк длиной в 2000 лет

Десять самых громких предсказаний грядущего Армагеддона

Популярная механика
Правила жизни Алексея Пажитнова Правила жизни Алексея Пажитнова

Правила жизни создателя игры «Тетрис» Алексея Пажитнова

Esquire
Старые матери-коловратки дали жизнь слабым дочерям Старые матери-коловратки дали жизнь слабым дочерям

Возраст матери-коловратки отрицательно сказывается на потомстве

N+1
Открыть в приложении