Перовскиты являются хорошей альтернативой кремнию для использования в солнечных батареях — они дешевы и высокоэффективны, но легко растворяются в воде. Шведские ученые предложили решение этой проблемы.
Перовскиты обладают специфической кристаллической структурой, и в солнечных батареях они продемонстрировали свой потенциал — эффективность преобразования энергии в таких батареях достигает 25 процентов. Одним из приятных аспектов является и то, что производство перовскитовых батарей довольно дешевое. Однако эти тонкопленочные элементы очень чувствительны к воздействию внешней среды, что ускоряет их деградацию и ограничивает их жизнеспособность на рынке солнечных батарей, где практически все панели основаны на довольно стабильном кремнии.
Ученые инкапсулировали светопоглощающий слой перовскита с двухмерным слоем перовскитовой пленки, которая обеспечивает водоотталкивающие свойства благодаря добавлению длинноцепочечных алкиламмониевых ионов. Исследователи доказали, что легированный перовскит может сохраняться в течение нескольких минут в условиях полного погружения в воду, что в 100 раз дольше, чем перовскит без легирования. Более того, солнечные батареи, созданные из этого материала, сохраняют свою эффективность в течение более чем 100 дней после их изготовления.
Эффективность преобразования энергии ячеек упала на 20 процентов через полгода использования при относительной влажности окружающего воздуха от 25 до 80 процентов, при этом ячейки можно было почти безболезненно погружать в воду полностью на несколько минут, прежде чем начиналась деградация, что несомненно положительно скажется на работе подобных батарей в дождливую погоду.
Более того, покрытие трёхмерных перовскитов двумерными также уменьшает потери энергии, что приводит к увеличению фотонапряжения. 2D-перовскиты на основе длинноцепочечных алкиламмониевых катионов могут улучшить экологическую стабильность 3D-перовскитов без существенной потери характеристик и могут привести к созданию коммерчески успешных перовскитных солнечных элементов.
Результаты опубликованы в журнале Nature Communications Materials.
