Исследователи из университета Райса нашли способ повысить долговечность галогенидных перовскитов — материала, который рассматривается как более дешёвая и технологичная альтернатива кремнию в солнечной энергетике. Главная проблема перовскитов — их нестабильность: при нагреве и длительной работе они могут менять кристаллическую структуру и терять эффективность.

Изображение: Rice University

Чтобы решить эту задачу, учёные доработали раствор, из которого формируется перовскитная плёнка. В него добавили двумерный перовскит и хлорид формамидиния. Эти компоненты направляют рост кристаллов, делают структуру более упорядоченной и создают внутри материала сжимающее напряжение. Это позволяет стабилизировать так называемую «чёрную фазу» — именно она эффективно поглощает солнечный свет.

По словам исследователей, подход не только улучшает формирование материала, но и меняет механизм его деградации. Вместо быстрого перехода в менее эффективную «жёлтую фазу» разрушение идёт по более медленному и энергетически менее выгодному сценарию. В результате материал дольше сохраняет рабочие свойства.

В лабораторных испытаниях плёнки сохранили около 98% эффективности после 1200 часов ускоренного старения при температуре около 90 °C. Кроме того, у образцов формируются более крупные и лучше выровненные кристаллы, что снижает количество дефектов — именно с них обычно начинается разрушение.

Авторы отмечают, что это открывает путь к более надёжным тандемным солнечным элементам на основе перовскита и кремния. Такие системы уже сейчас способны превышать 30% КПД.

iXBT прочитано 1073 раза