Які переваги перовскітних сонячних панелей на основі олова?
Дослідники з Німеччини виявили, що напівпровідники на основі перовскіту олова, виготовлені з альтернативним розчинником, можна використовувати для створення стабільних та екологічно чистих сонячних панелей. Перовскітні сонячні елементи широко розглядаються як технологія наступного покоління. Однак вони мають проблеми зі стабільністю, що заважає їх широкому використанню. Цей недолік можна виправити за допомогою олова, йдеться в пресрелізі Берлінського центру матеріалів та енергії імені Гельмгольца (HZB).
Які результати досліджень перовскітів?
Понад десять років вчені усього світу досліджують металоорганічні перовскітні напівпровідники для використання у сонячних панелях, зосереджуючись головним чином на елементах, що містять свинець. Завдяки їхнім зусиллям ефективність перовскітних сонячних елементів на основі свинцю вже зросла з 4% до понад 27%. Проблема наразі полягає в токсичності важкого металу свинцю, а також у відсутності довготривалої стабільності. Як пояснюють вчені, свинець у структурі можна замінити нетоксичним оловом. Вони вважають, що хоча сонячні елементи на основі перовскіту олова наразі мають значно нижчу ефективність, ніж сонячні елементи на основі свинцю, це може бути пов’язано з тим, що дослідження олово-перовскітів все ще перебувають на початковій стадії.
“У чисто теоретичному плані сонячні елементи на основі перовскіту олова можуть навіть перевищити ефективність перовскітів на основі свинцю”, — сказав доктор Артем Мусієнко, керівник дослідницької групи в HZB.
Чому перовскіти на основі олова є перспективними?
Однією з головних причин недостатньої стабільності перовскітних сонячних елементів на сьогоднішній день є наявність рухомих галогенід-іонів у матеріалі. У міру міграції галогенід-іонів матеріал деградує, і ефективність сонячного елемента з часом знижується. Команда вчених з HZB та Потсдамського університету дослідила щільність іонів у чотирьох різних перовскітних сполуках і кількісно виміряли щільність іонів та міграцію іонів. Ці матеріали продемонстрували суттєві відмінності.
“Ми виявили, що перовскіти на основі олова не лише мають нижчу концентрацію рухомих іонів, але й що вони за своєю суттю демонструють час деградації в п’ять разів повільніший, ніж перовскіти на основі свинцю”, — каже Мусієнко. Дослідження показало, що перовскіт на основі свинцю демонструє найбільшу щільність іонів. При цьому великим сюрпризом став зразок перовскіту олова, який був виготовлений з використанням альтернативного розчинника.
“Це було справді несподівано: ці сонячні елементи FASnI 3 мають у десять разів менше рухомих іонів, ніж сонячні елементи на основі свинцю. Ми також виявили, що вони демонструють чудову стабільність під час роботи протягом понад 600 годин”, — каже аспірант Шеннан Цзо.
Підбиваючи підсумки, Мусієнко зазначив, що перовскіти на основі олова мають величезний потенціал. За його словами, дослідження у цьому напрямку можуть підвищити їхню ефективність та стабільність. Результом цієї роботи можуть стати іноваційні перовскітні сонячні панелі.
Нагадаємо, вчені з Німеччини розробили інноваційний метод виробництва сонячних елементів за допомогою струменевого друку. Фокус також повідомляв, що південнокорейська компанія Dongkuk CM випустила сталеві листи для дахів, які підвищують ефективність сонячних панелей.
