2000 годин під напругою. У Гонконзі створили сонячні елементи, які не бояться затінення

Про це повідомляє Interesting Engineering.

Коли певний об'єкт (дерево, будівля, хмара тощо) перекриває сонячне світло, затінена ділянка панелі створює негативну напругу — так званий зворотний зсув. Він знижує вироблення струму, а тонкоплівкові елементи здатен пошкодити назавжди. Проблема охоплює цілий клас технологій на основі телуриду кадмію, селеніду міді-індію-галію, перовскіту та органічних матеріалів. Оскільки такі елементи проводять і електрони, і йони, тривалий зворотний зсув поступово руйнує матеріал.

За словами гонконзької команди, її елементи витримують затінення набагато краще за звичайні аналоги.

Вчені взялися за органіку та з’ясували, що причина її руйнування — дефекти в робочому шарі, де виробляється струм. Вони утримують заряди й знижують ефективність. Прибравши ізольовані скупчення акцептора в донорно-акцепторній суміші, дослідники змусили елементи витримувати напругу пробою понад −35 вольтів.

«Ми досягли важливих успіхів у стабільності органічних та перовскітно-органічних тандемних сонячних елементів у складних умовах зворотного зсуву, — каже професор Лі Ган з факультету електротехніки та електронної інженерії Гонконзького політехнічного університету. — Наше дослідження робить проривний внесок у розуміння як роботи пристроїв, так і довговічності органічних і перовскітних сонячних технологій».

У тандемній структурі покращені органічні елементи захищають ще й перовскітний шар. Після впливу −40 вольтів такі елементи зберегли понад 90% початкової ефективності, а після 2000 годин роботи за −4,5 вольта — 97%.

Дослідження спирається на торішню роботу команди, коли тандемні елементи давали ефективність 25,9%. Тепер цей показник перевищив 26%.

Результати праці опублікували в журналі Nature Materials.