Специалисты Национального исследовательского технологического университета МИСиС совместно с коллегами из Института физической химии и электрохимии РАН и Университета Тор Вергата достигли прорыва в увеличении стабильности и продуктивности перовскитных элементов — ключевой технологии будущего для солнечных батарей. Интеграция прослойки иодида меди открыла новые горизонты для развития возобновляемой энергетики.
Перовскиты — перспективный класс полупроводниковых материалов, предлагающих высокоэффективную альтернативу традиционным кремниевым панелям. Основным вызовом оставалась их склонность к деградации, которую удалось преодолеть благодаря инновационному подходу с использованием соединения MAPbI₃.
При эксплуатации фотоактивных слоев на базе MAPbI₃ возникала проблема: под воздействием света и тепла выделялись агрессивные соединения йода, повреждавшие интерфейс между перовскитом и транспортным слоем оксида никеля. Это приводило к образованию дефектов и падению производительности солнечных элементов.
Новаторское решение предусматривает внедрение промежуточного слоя из иодида меди между светопоглощающим материалом и никелевым покрытием. Данный неорганический компонент демонстрирует исключительную устойчивость к световой деградации и препятствует выделению вредных веществ. Параллельно он усиливает сбор положительных зарядов, минимизирует дефекты переходов и повышает общую надежность системы.
Хотя концепция стабилизирующих прослоек не нова, предшествующие разработки требовали дорогостоящих и сложных в производстве материалов. Научный альянс первым применил доступный иодид меди, что позволило значительно улучшить характеристики технологии. Стабильность работы элементов возросла на 40%, а коэффициент полезного действия достиг впечатляющих 15,2%.
Созданные прототипы отличаются рекордной тонкостью — менее микрона, что в десятки раз компактнее классических кремниевых аналогов. Это открывает перспективы для создания легких и гибких солнечных панелей.
В ближайших планах исследователей — разработка аналогичного стабилизирующего слоя для передачи электронов и адаптация технологии для промышленных масштабов, что ускорит переход к экологически чистой энергетике.
© Фото : пресс-служба НИТУ "МИСиС"
Источник: scientificrussia.ru
