28.02.2025
Перовскитные солнечные батареи могут прослужить в 10 раз дольше благодаря новому исследованию, проведённому в Университете Суррея. Согласно результатам исследования, наночастицы оксида алюминия (Al2O3) значительно увеличивают срок службы и стабильность этих высокоэффективных энергетических устройств.
Работа опубликована в журнале EES Solar.
Хотя перовскитные солнечные батареи представляют собой экономически выгодную и лёгкую альтернативу традиционным технологиям на основе кремния, их коммерческий потенциал ограничен из-за недостатка в их структуре, который в первую очередь вызван утечкой йода. Со временем утечка йода может привести к деградации материала, снижая производительность и долговечность.
Работая в сотрудничестве с Национальной физической лабораторией и Университетом Шеффилда, учёные обнаружили способ улавливать йод, встраивая в ячейку крошечные частицы Al2O3 — оксида алюминия, что открывает перспективы для более долговечных и доступных солнечных панелей нового поколения.
Доктор Хашини Перера, аспирант и ведущий автор исследования из Института передовых технологий при Университете Суррея, сказала: «Невероятно приятно видеть, что наш подход оказал такое влияние. Десять лет назад идея о том, что перовскитные солнечные батареи могут работать так долго в реальных условиях, казалась недостижимой. Благодаря этим улучшениям мы открываем новые горизонты в области стабильности и производительности, приближая перовскитную технологию к тому, чтобы она стала основным энергетическим решением».
В ходе исследования модифицированные солнечные батареи были протестированы в условиях экстремальной жары и влажности, чтобы воспроизвести реальные условия. Результаты показали, что солнечные батареи со встроенными наночастицами Al2O3 сохраняли высокую производительность более двух месяцев (1530 часов) — в десять раз дольше, чем без модификаций с добавлением оксида алюминия.
Дальнейший анализ показал, что наночастицы Al2O3 способствовали формированию более однородной перовскитной структуры, уменьшая количество дефектов и улучшая электропроводность. Они также сформировали защитный двумерный перовскитный слой, который служит дополнительным барьером от воздействия влаги.
Доктор Ималка Джаявардена из Института передовых технологий Суррея сказала: «Решая эти распространённые проблемы, с которыми мы сталкиваемся при использовании перовскитных солнечных технологий, наше исследование открывает широкие возможности для более дешёвой, эффективной и доступной солнечной энергии. То, чего мы здесь достигли, — это важный шаг на пути к разработке высокоэффективных солнечных батарей, способных выдерживать реальные условия, что приближает нас к их коммерческому использованию в глобальном масштабе».
Профессор Рави Сильва, директор Института передовых технологий и директор Института устойчивого развития Суррея, добавил: «Поскольку сроки достижения нулевого уровня выбросов стремительно приближаются, расширение доступа к возобновляемым источникам энергии имеет решающее значение, если мы хотим успешно снизить нашу зависимость от ископаемого топлива. Подобные прорывы сыграют жизненно важную роль в удовлетворении мирового спроса на энергию и поддержат наш переход к устойчивому будущему. Недавний анализ, проведённый Конфедерацией британской промышленности, также показывает, что обучение в сфере возобновляемых источников энергии не только улучшает карьерные перспективы, но и может привести к заработной плате выше среднего показателя по стране, усиливая экономические и экологические преимущества инвестиций в чистую энергию».
Источник: TechXplore
