QAZAQ GREEN. Команда ученых из Университета науки и технологий Улсана (UNIST) под руководством профессоров Чандука Яна и Сын-Дже Шина, совместно с профессором Ханулом Мином из Корейского университета, разработала перовскитный солнечный элемент, срок службы которого более чем втрое превышает показатели стандартных устройств. Достижение стало возможным благодаря использованию нового твердого добавочного материала, заменившего традиционные летучие жидкие компоненты, снижающие стабильность, пишет QazaqGreen.com.
Новый твердый добавочный компонент – 4-(N-карбазолил)пиридин (4CP) — позволил достичь рекордного коэффициента преобразования солнечной энергии 26,2% (сертифицировано 25,8%) и обеспечил исключительную долговечность. Результаты опубликованы в журнале Nature Energy.
В отличие от жидких добавок, таких как 4-tert-бутилпиридин (tBP), склонных к испарению при высоких температурах и образованию дефектов, твердый 4CP не летуч, устойчив к нагреву и предотвращает деградацию материалов. Он также способствует формированию равномерных интерфейсов между слоями, улучшая передачу заряда и повышая эффективность.
Элементы с 4CP сохраняли 80% первоначальной эффективности более чем через 3000 часов непрерывной работы и выдерживали 200 циклов термошока от -80 °C до 80 °C, сохраняя при этом более 90% исходной производительности. При температуре 85 °C эффективность снижалась лишь на 20% после 400 часов, тогда как у жидкостных аналогов за 120 часов потери превышали 50%.
Исследователи отмечают, что замена одной добавки без изменения производственного процесса решает ключевую проблему перовскитных технологий — долговечность.
«Высокая устойчивость под воздействием экстремальных условий открывает путь для применения перовскитных солнечных элементов, в том числе в космической сфере», — заявили авторы.
Метод совместим с существующими технологиями производства, что упрощает масштабирование и коммерциализацию. Следующий этап — создание модулей большего размера для проверки их работы в реальных условиях.
Исследование выполнено при участии Санджина Яна (UNIST) и Кихуна Кима (Корейский университет), которые выступили соавторами.