Сонячні панелі досягли безпрецедентної ефективності завдяки впровадженню інноваційної технології: яким чином це стало можливим.

Пасивовані терпіридином сонячні панелі з перовскіту досягли ККД 25%, а також підвищеної термічної та світлової стабільності.

Дослідники використовували молекулярний пасиватор на основі π-сполучених терпіридинових молекул Льюїса для обробки перовскітних сонячних панелей. У підсумку вони досягли ефективності перетворення енергії 25,24%, при цьому 90% PCE збереглося після 2664 год впливу світла, пише interestingengineering.com.

Перовскітні сонячні елементи, оброблені з використанням цього методу, уникають пошкоджень і зберігають свою продуктивність.

Сьогодні неможливо усунути дефекти, що виникають під час експлуатації батарей, оскільки концентрації пасиваторів завжди налаштовувалися на основі нових пристроїв. Це призводить до недостатності пасиваторів для нейтралізації новоутворених дефектів, що викликає дисбаланс між їх концентрацією та кількістю дефектів. У цьому контексті дослідники пропонують нову стратегію для інтенсивної пасивації поверхні перовскіту, використовуючи π-сполучений пасиватор, чия ефективність залишається стабільною незалежно від концентрації.

Три органічні молекули Льюїса — піридин, біпіридин і терпіридин — були досліджені для вивчення впливу π-зв'язків у молекулярній структурі на процес пасивації та її стійкість. Серед них терпіридин, з найбільшим ступенем π-зв'язків, продемонстрував найменшу чутливість до концентрації й виявився найбільш довговічним у контексті пасивації. Сонячні панелі на основі перовскіту, оброблені терпіридином, досягли ефективності 25%, а також показали підвищену термічну та фотостабільність.

Вчені продемонстрували ефект пасивації для фотоелементів, що не залежить від концентрації, використовуючи раціонально спроєктовану π-сполучену молекулу. Ця незалежність від концентрації забезпечує ефективну пасивацію поверхні навіть при високих концентраціях, що підвищує стійкість пасивації. Це відбувається завдяки тому, що надлишкові молекули пасивації активно взаємодіють з новими дефектами, які виникають у процесі деградації пристроїв.

Команда дослідників впевнена, що їхні результати сприятимуть зростанню інтересу до тривалості пасивації при розробці пасивувальних молекул у наступних проектах.

Пасивація дефектів вважається ключовою стратегією для розробки ефективних перовскітних сонячних панелей. Проте питання пасивації під час тривалої експлуатації часто залишається поза увагою. Зазвичай оптимізація концентрації пасиваторів здійснюється на етапі розробки нових пристроїв, тоді як під час реальної експлуатації кількість дефектів має тенденцію до зростання. Внаслідок цього початкові пасиватори з низькою концентрацією не здатні надійно пасивувати зростаючу кількість дефектів. Хоча в теорії підвищені початкові концентрації пасиваторів могли б впоратися з новими дефектами, ця стратегія поки що не виправдала себе, оскільки високі концентрації пасиваторів завжди негативно впливають на продуктивність пристрою.

Раніше ми розглядали, як швидко можуть повернутися витрати на сонячні панелі в Україні на фоні підвищення тарифів. Для точного розрахунку прибутковості сонячних панелей важливо враховувати їхню комплектацію та тип використовуваного обладнання.