Китайские ученые избавили перовскиты от главного изъяна

Специалисты Китайской академии наук повысили стабильность двухмерных перовскитовых солнечных элементов, удалив из них щели Ван-дер-Ваальса. Такому материалу не страшна влага, высокая температура и свет.

Перовскитовые солнечные элементы — это будущее фотовольтаики. Однако низкая структурная стабильность современных гибридных органическо-неорганических трехмерных перовскитов, ограничивает их коммерческое внедрение, пишет EurekAlert. В Китайской академии наук предложили решение проблемы.

Двумерные перовскиты привлекают в последние годы большое внимание, потому что обладают большей стабильностью, чем традиционные 3D-аналоги. В большинстве случаев термин «двумерные» относится к перовскитам первой фазы (Раддлсдена — Поппера), в которых имеются щели Ван-дер-Ваальса.

Эти щели создают слабые взаимодействия между слоями, снижая стабильность слоистой структуры.

В отличие от них, перовскиты второй фазы (Диона — Джейкобсона) формируются с изменением углеродных связей между органическими и неорганическими слоями без щелей, что делает их структуру более стабильной. Внешние условия вроде влажности, тепла или света не могут разрушить эти материалы.

«Представьте себе, что каждый защитник в футболе — это органический или неорганический слой в двухмерных перовскитах. Если они стоят в один ряд, забить мяч в ворота непросто. Если между ними есть щели, нападающий может легко попасть в нее. Точно так же происходит и с 2D-перовскитами первой фазы», — объясняет профессор Го Синь.

Перовскитовые элементы, изготовленные из нового материала, могут сохранять 95% изначальной эффективности под воздействием неблагоприятных условий.

Материал испытывали при нахождении на открытом воздухе в течение 4000 часов, нагревании до температуры 85 градусов Цельсия при относительной влажности 85% в течение 168 часов или под постоянным светом в течение 3000 часов.

При этом максимальный КПД новых двухмерных перовскитовых элементов составил всего 13%, то есть меньше, чем у новейших 3D-аналогов, признают китайские ученые. Они намерены продолжить исследования в этом направлении.