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

Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога

Ученые выделили фрагменты древних белков из зубной эмали миоценового носорога

N+1
8 обязательных фильмов о самураях 8 обязательных фильмов о самураях

Про самураев снято немало картин, а некоторые — шедевры мирового кинематографа

Maxim
«Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века» «Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века»

Как иезуиты помогли изучению неевропейских языков

N+1
На что надеется правительство России в ситуации падения цен на нефть и газ На что надеется правительство России в ситуации падения цен на нефть и газ

Правительство может не устоять перед соблазном создания «золотого Газпрома»

СНОБ
Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна

Почему ни одна из гипотез не может объяснить, как на самом деле «родилась» Луна

Maxim
Овен ценит преданность, Водолей - креатив: как понравится любому начальнику Овен ценит преданность, Водолей - креатив: как понравится любому начальнику

С кем и как нужно строить рабочие отношения?

Cosmopolitan
Проклятые фильмы: 6 кинокартин, где актеров постигли несчастья Проклятые фильмы: 6 кинокартин, где актеров постигли несчастья

Фильмы, вокруг которых всё еще витает злой рок

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

Возраст матери-коловратки отрицательно сказывается на потомстве

N+1
Роды в 12, алкоголизм и слава: удивительная жизнь Ареты Франклин, королевы соула Роды в 12, алкоголизм и слава: удивительная жизнь Ареты Франклин, королевы соула

Жизнь Арета Франклин была вовсе не так прекрасна, как её достижения в музыке

Cosmopolitan
«Опытным путем. Эксперименты, изменившие мир» «Опытным путем. Эксперименты, изменившие мир»

Эксперименты проводят не только физики, химики или биологи

N+1
4 автомобильных бренда, которые исчезли (или рискуют исчезнуть) на наших глазах 4 автомобильных бренда, которые исчезли (или рискуют исчезнуть) на наших глазах

Автомобили, по которым мы не будем скучать

Maxim
Не радиация и не холод: главная незримая угроза для человека в космосе Не радиация и не холод: главная незримая угроза для человека в космосе

Почему в космосе микробы могут быть смертельно опасными

Популярная механика
Заговорить как Путин и Дудь: как устроено приложение-пародист, созданное при участии Бекмамбетова Заговорить как Путин и Дудь: как устроено приложение-пародист, созданное при участии Бекмамбетова

Сможет ли «Фишка» приложения Parodist научиться зарабатывать?

Forbes
Как жить в мире, где все отвлекает, или почему пожарные машины красного цвета Как жить в мире, где все отвлекает, или почему пожарные машины красного цвета

Как работает наше внимание?

Forbes
Мутнеет ли Байкал? Мутнеет ли Байкал?

Действительно ли Байкал мутнеет, и связано ли это с гибелью губок?

N+1
Сила горя: зачем нужно оплакивать потери Сила горя: зачем нужно оплакивать потери

Одно из самых тяжких человеческих переживаний часто раскладывают на стадии

Psychologies
Профессия — ретушер: кто стоит за идеальными фото российских звезд Профессия — ретушер: кто стоит за идеальными фото российских звезд

Почему инфлюэнсеры никогда не смогут отказаться от фотошопа?

РБК
6 неожиданных преимуществ игры в шахматы для твоей жизни, названных экспертом 6 неожиданных преимуществ игры в шахматы для твоей жизни, названных экспертом

Доставай доску!

Playboy
Северная ривьера Северная ривьера

Отдых на Балтийском берегу

Лиза
Культура на кухне Культура на кухне

Антон Ковальков – о своем подходе к работе на кухне

Bones
Цианистый калий: что это такое и как работает Цианистый калий: что это такое и как работает

Цианиды, то есть синильная кислота и ее соли, – далеко не самые сильные яды

Популярная механика
Как администрация Путина сделала из Сергея Фургала русского Джорджа Флойда Как администрация Путина сделала из Сергея Фургала русского Джорджа Флойда

Российское общество меняется, а власть не знает, что с этим делать

СНОБ
Водитель задел столбик на заправке и уехал. За это его лишили прав Водитель задел столбик на заправке и уехал. За это его лишили прав

Разбираемся, как не лишиться прав на пустом месте

РБК
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
Кормилица королевы Виктории убила шестерых собственных детей Кормилица королевы Виктории убила шестерых собственных детей

В 1854 году Мэри Энн Бро посреди ночи перерезала горло собственным детям

Cosmopolitan
Проигрыш антивещества: как поймать частицу для раскрытия тайны материи Проигрыш антивещества: как поймать частицу для раскрытия тайны материи

В подземных лабораториях ученые ставят уникальные эксперименты

Популярная механика
Болезнь Рэдклифа, проблемы с законом и другие шокирующие факты о Болезнь Рэдклифа, проблемы с законом и другие шокирующие факты о

Собрали самые интересные факты о поттериане

Cosmopolitan
“Камень, ножницы, бумага”: все секреты победы в этой игре “Камень, ножницы, бумага”: все секреты победы в этой игре

Как увеличить шансы на победу в “камень, ножницы, бумага”?

Популярная механика
«Ощущение» Хана «Ощущение» Хана

Современные танцевальные труппы сегодня — это модель мира в миниатюре

Seasons of life
Ничего лишнего, все нужное: 5 простых правил осознанного шопинга Ничего лишнего, все нужное: 5 простых правил осознанного шопинга

Как привести свой гардероб к балансу и отправиться на шопинг с пользой

Esquire
Открыть в приложении