Уральские ученые открыли способ продления работы солнечных панелей

Способ продления срока работы солнечных панелей нашли ученые из Уральского федерального университета и Института проблем химической физики Российской академии наук, сообщается на сайте УрФУ. Развитие научной сферы — одна из задач нацпроекта «Наука и университеты».

Перовскитные солнечные батареи идеально подходят для российского климата, так как не нуждаются в прямых солнечных лучах для эффективной работы. Однако применению перовскитных солнечных батарей на практике мешает их недолговечность: они работают меньше года, тогда как традиционные кремниевые батареи могут прослужить до 25 лет.

Для того чтобы выяснить причину недолговечности перовскитных солнечных батарей, ученые применили метод сканирующей микроскопии ближнего поля с инфракрасным рассеянием.

Они смогли отследить изменения в структуре и составе перовскитных пленок под воздействием различных факторов. Исследования позволили ученым визуализировать процесс деградации и показать, что перовскитные пленки начинают терять эффективность уже через 1100 часов работы.

«Активный слой перовскитного солнечного элемента имеет зернистую структуру: на границах зерен атомы в кристаллической решетке не являются координационно насыщенными, а имеют оборванные связи, которые выступают в роли вакансий или даже ловушек для носителей зарядов. Деградация материала начинается именно в областях этих дефектов. При облучении белым светом границы между зерен начинают терять органические катионы и заполняться йодидом свинца, поэтому залечивание дефектов на границах зерен на этапе формирования пленки может сыграть решающую роль в достижении долгосрочной стабильности перовскитных солнечных элементов», — рассказал автор работы Никита Емельянов.

Сейчас исследователи проверяют, какие органические молекулы смогут исправить дефекты и повысить срок службы перовскитных солнечных батарей. Они уже изучили эффект от добавления органической молекулы, содержащей азот, хлор и 4,6,10-тригидрокси-1,4,6,10-тетраазаадамантан. Оказалось, что это соединение может значительно продлить срок службы перовскитных солнечных элементов и позволит заменить ими кремниевые солнечные батареи даже в космосе.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.