Исследователи из Великобритании, Китая и Швейцарии разработали новый тип перовскитных солнечных элементов, которые эффективно преобразуют искусственное освещение в электричество. Эти инновационные панели, оптимизированные для спектров офисного освещения, открывают перспективы для питания маломощных устройств, таких как датчики и элементы Интернета вещей (IoT), без необходимости использования традиционных батарей.
Основная проблема перовскитных материалов заключается в их нестабильности, вызванной дефектами в кристаллической решетке, известными как «кап-дефекты». Эти дефекты препятствуют свободному движению электронов и способствуют деградации материала. Чтобы преодолеть эти трудности, ученые применили комбинацию из трех химических добавок, включая хлорид рубидия. Этот подход позволил добиться равномерного роста кристаллов с минимальными деформациями, что значительно повысило стабильность и эффективность элементов.
Новые фотоэлектрические элементы продемонстрировали рекордную эффективность в лабораторных условиях, преобразуя 37,6% падающего света в электричество. Важно отметить, что после 100 дней работы они сохранили 92% своей первоначальной мощности. Даже при длительном воздействии высоких температур (55°C) и интенсивного освещения в течение 300 часов, элементы сохранили 76% своей емкости, в то время как эффективность обычных перовскитных ячеек снизилась до 47% в аналогичных условиях.
Эти достижения делают перовскитные солнечные элементы привлекательным решением для питания маломощной электроники в помещениях. Потенциал технологии заключается в снижении зависимости от батарей, уменьшении электронных отходов и обеспечении более устойчивого будущего для подключенных устройств. Исследователи уже ведут переговоры с партнерами о начале массового производства и выходе на рынок, что свидетельствует об их уверенности в коммерческой жизнеспособности данной разработки. Ожидается, что новые панели прослужат более пяти лет, что является значительным улучшением по сравнению с предыдущими прототипами.
Разработка перовскитных солнечных элементов, способных эффективно преобразовывать искусственный свет в электричество, является важным шагом вперед. Улучшенная стабильность и эффективность, особенно в стрессовых условиях, открывают новые возможности для практического применения этой технологии. Использование химических добавок для устранения дефектов кристаллической решетки представляет собой целенаправленный подход к решению известного ограничения перовскитной технологии. Потенциал этих панелей для питания небольших устройств в офисных помещениях открывает новые пути для сбора энергии и развертывания низкоэнергетической электроники.