Учёные из Национального университета Сингапура совместно с коллегами из Zhejiang Jinko Solar и других институтов существенно улучшили характеристики тандемных солнечных элементов. Они добавили специальную молекулу 2-меркаптобензотиазол, которая замедляет кристаллизацию перовскитного слоя, уменьшает количество дефектов и значительно повышает как эффективность, так и долгосрочную стабильность устройства.
Обычные кремниевые солнечные панели на крупных фермах преобразуют в электричество лишь около 25% падающего солнечного света. Перовскиты обладают гораздо лучшими оптическими свойствами и низкой стоимостью производства, но быстро деградируют под воздействием влаги, тепла и света. В тандемных элементах (перовскит + кремний) проблема усугубляется: тонкие кремниевые пластины быстро нагреваются и передают тепло перовскиту, что приводит к быстрой кристаллизации и разрушению структуры.
Исследователи внимательно изучили процесс формирования перовскитного слоя и обнаружили, что молекула 2-меркаптобензотиазол обладает двойным связыванием с органическими катионами перовскита. Это позволяет замедлить кристаллизацию, получить более качественную плёнку с меньшим количеством дефектов и снизить миграцию ионов.
В результате прототип тандемного элемента показал сертифицированную стабилизированную эффективность 32,76% и сохранил 91% начальной мощности после 1700 часов непрерывной работы.
Исследование опубликовано в журнале Nature Energy.
