Самоорганизующийся слой сделает перовскитные солнечные элементы стабильнее

Перовскиты на основе галогенидов свинца по праву считаются самыми перспективными материалами для солнечных элементов. Они недорогие, эффективные и могут работать как самостоятельно, так и в тандеме с кремниевыми элементами. Для полноценного коммерческого использования перовскитам пока что не хватает стабильности. Под действием солнечного тепла, влажности и электрического поля элементы на их основе постепенно теряют эффективность.

Ученые ищут способы сделать перовскиты стабильнее к нагреванию. Это непростая задача, ведь желательно к тому же обойтись недорогими материалами, чтобы не отнять у новых материалов их главное преимущество – доступность.

Заметный шаг вперед сделала команда китайских, швейцарских и сингапурских материаловедов под руководством Михаэль Гретцеля из Федеральной политехнической школы в Лозанне.

Для стабилизации перовскитов ученые использовали двойной самоорганизующийся слой. Сначала они обработали поверхность перовскита фосфоновой кислотой, а затем нанесли сверху раствор трифениламина. Молекулы трифениламина связываются с кислотой и самоорганизуются в однородную сеть. В результате двойной слой не только защищает перовскиты от перегрева, но и препятствует ионной миграции. 
Полученные устройства проработали более 2000 часов при температуре 85oC. и относительной влажности воздуха 85%. Также они выдерживали резкие перепады температур от -40 до 100oC.

Новый способ стабилизации подходит для разных перовскитов и не требует дорогостоящих реактивов и прост в исполнении. Михаэль Гретцель и его коллеги надеются, что его можно будет использовать и при промышленном производстве перовскитных солнечных элементов и тандемов.

Соответствующая научная статья вышла в журнале Nature Energy.