Перовскитните слънчеви елементи достигнаха ефективност от 25%
За да се усили издръжливостта на перовскитните слънчеви детайли, се употребяват пасиватори – субстанции, които основават предпазен пласт върху повърхността на материала. Но високите концентрации на множеството пасиватори водят до утежняване на характерностите на клетките. В ново проучване учени от Съединени американски щати и Китай са обработили филм от перовскит с молекули терпиридин. Този пасиватор пази материала при високи концентрации, без да утежнява успеваемостта. С новия способ слънчевите кафези реализират рекордна успеваемост от 25,24% и резервират съвсем 90% от първичната си успеваемост даже след повече от 2664 часа излагане на светлина.
Един от методите за възстановяване успеваемостта на слънчевите детайли въз основата на перовскит е да се отстранят дефектите в тяхната конструкция. За тази цел учените употребяват специфични субстанции, наречени пасиватори. Тези субстанции запълват дефектите, като усъвършенстват успеваемостта на батерията. Съществува обаче проблем: защитният пласт, основан от пасиваторите, бързо се унищожава от светлината и топлината. Това се дължи на обстоятелството, че количеството пасиватор е определено за новите, преди малко създадени акумулатори и не регистрира дефектите, които се появяват по време на употреба. А в случай че се добави прекалено много пасиватор, продуктивността на клетките също понижава.
Учените са открили, че прибавянето на огромно количество особено вещество (π-конюгиран пасиватор) усилва трайността на перовскитните слънчеви кафези. Ефективността на това вещество не зависи от концентрацията му, т.е. даже при доста увеличение на количеството на пасиватора успеваемостта на слънчевата клетка не понижава.
В качеството на пасиватор са прегледани три молекули на органични Люисови основи – пиридин, бипиридин и терпиридин. Оказа се, че терпиридинът има най-висока π-конюгация – специфичен тип връзка сред атомите в молекулата, която обезпечава по-голяма непоклатимост и дарба за взаимоотношение с другите субстанции. Именно терпиридинът е минимум подвластен от концентрацията и демонстрира най-ефективна пасивация.
Експериментите демонстрираха, че обработките, основани на π-конюгирани молекули терпиридин, могат трайно да обезвреждат повърхностните недостатъци. В същото време той не поврежда перовскита даже при високи концентрации и не понижава успеваемостта на основаните на него слънчеви кафези.
Излишните молекули на пасиватора са в положение да взаимодействат с новите недостатъци, които се появяват по време на употребата на устройството.
След 2664 часа излагане на светлина е непокътната 90% от първичната успеваемост, а след 2976 часа загряване – 82%. Експерименталните устройства имат компактност на тока на късо съединяване от 25,97 mA/cm², напрежение на луфт от 1,19 V и коефициент на запълване от 81,65%. Клетките реализираха успеваемост на превръщане на силата от 25,24 %.
Авторите на проучването разгласяват подробни указания, тъй че и други учени да могат да повторят опита, с цел да ревизират дали той би работил за разнообразни типове перовскитни материали.
