Российские ученые из ИБХФ РАН и ФИЦ ХФ РАН разработали инновационный метод повышения эффективности перовскитных солнечных элементов (ПСЭ) с использованием экологически безопасных полимерных добавок. В исследовании задействованы «зеленые» полимеры, такие как полисукцинимид и полиаспарагиновая кислота, которые показали значительное улучшение стабильности и производительности ПСЭ.
Перовскитные солнечные элементы могут стать главной альтернативой кремниевым панелям благодаря низкой себестоимости производства и высокой эффективности. Однако их уязвимость к влаге и кислороду остается серьезным вызовом. Новаторский подход ученых с использованием полисукцинимида позволил пассивировать дефекты в перовскитных плёнках, снижая потери и увеличивая КПД ПСЭ до 20% в стандартных условиях.
Дополнительно, модифицированные солнечные элементы демонстрируют устойчивость в реальных условиях, сохраняя до 80% от изначальной эффективности на протяжении 40 дней, в то время как элементы без добавок теряют до 75%. Это открывает большие перспективы для массового внедрения экологически чистых решений в солнечной энергетике.
В этой работе мы впервые использовали полностью «зеленую» полимерную добавку на основе полисукцинимида, как перспективную замену синтетическим полимерам для модификации перовскитных солнечных элементов. Высокий молекулярный дипольный момент сукцинимида и наличие карбонильных групп способствовал молекулярным взаимодействиям молекул полимера с катионами CH3NH3+ и анионами иодоплюмбата. Ключевым фактором наблюдаемого повышения эффективности модифицированных полисукцинимидом перовскитных солнечных элементов стало подавление рекомбинационных потерь и увеличение времени жизни носителей заряда за счет эффективной пассивации поверхностных дефектов.
- Сергей Козлов, сотрудник ИБХФ РАН, кандидат химических наук
Работа поддержана Министерством науки и высшего образования РФ и обещает стать важным шагом к устойчивой энергетике будущего. Результаты работы опубликованы в журнале Polymers.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ИБХФ РАН
