DGIST и KIST продлили срок службы перовскитных ячеек в 5,5 раза слоем таурина

Корейский институт DGIST (Тэгу) сообщил о методе, в котором антиоксидант таурин продлевает срок службы и повышает эффективность перовскитных солнечных ячеек, говорится в материале biz.heraldcorp.com. Работу выполнила группа профессора Чхве Чжон Мина с кафедры энергетической инженерии совместно с группой доктора Мун Бён Чжуна из филиала Корейского института науки и технологий (KIST) в Чолла-Пукто biz.heraldcorp.combiz.heraldcorp.combiz.heraldcorp.comОткрыть источник ↗. Время падения эффективности до 80% от начальной (T80) выросло с 23,6 до 130 часов, примерно в 5,5 раза.

Перовскитные ячейки рассматривают как возможную замену кремниевым. Они способны давать высокий КПД, но при длительном воздействии света или тепла их внутренняя структура повреждается, и характеристики быстро падают. Короткий срок службы считается главным препятствием для коммерциализации.

Супероксид как причина деградации

Исследователи сосредоточились на супероксиде, одной из активных форм кислорода. Они установили, что при работе ячейки супероксид образуется в слое оксида металла и разрушает структуру перовскита, сокращая срок службы.

Чтобы это устранить, на границе оксида олова и перовскита нанесли таурин, известный как компонент средств от усталости. Так сформировался тонкий антиоксидантный слой biz.heraldcorp.combiz.heraldcorp.combiz.heraldcorp.comОткрыть источник ↗.

Результаты испытаний и ограничения

По данным группы, таурин удалял супероксид, возникающий при работе, и подавлял повреждение внутренней структуры. Он же служил химическим мостиком между двумя материалами, уменьшал микроскопические дефекты и облегчал перенос электронов, что дополнительно повысило эффективность. Ячейки с таурином сохраняли более 95% начальной эффективности после более чем 500 часов непрерывного освещения.

Авторы отмечают, что подход работает и после герметизации ячейки. Обычная защита блокирует внешнюю влагу и кислород, а этот метод напрямую воздействует на причину деградации внутри ячейки.

Для коммерциализации нужны дальнейшие исследования. Пока метод показан на уровне отдельных ячеек, а перенос его в производство крупноплощадных элементов остаётся задачей. Группа планирует применить его в тандемных солнечных элементах, чтобы повысить эффективность, и обеспечить более длительную стабильность работы. Результаты опубликованы как обложечная статья в журнале Advanced Energy Materials.