Група науковців з Корейського інституту матеріалознавства (KIMS) представила новаторську технологію створення гнучких перовскітних сонячних елементів, виробництво яких тепер можливо здійснювати просто неба. Таке досягнення дозволило вирішити одну з головних проблем перовскітних сонячних елементів — їхню чутливість до вологи, що тривалий час перешкоджала масовому впровадженню цієї технології.
Про це розповідає ProIT
Стійкість до вологи та механічна витривалість
Проведені випробування продемонстрували, що нові перовскітні елементи зберігають понад 85% своєї початкової потужності після 2800 годин роботи в умовах експлуатації. Водночас, після 10 тисяч вигинів пристрої зберегли 96% своєї ефективності, а у випробуваннях на зсув та ковзання — 87%. Це свідчить про високий рівень механічної стабільності та довговічності розроблених елементів.
“Це досягнення демонструє технологію виготовлення перовскітних сонячних елементів без необхідності використання дорогих середовищ з контрольованою температурою та вологістю, а також демонструє один із найвищих рівнів механічної стабільності серед гнучких сонячних елементів, розроблених на сьогоднішній день”, — пояснюють розробники.
Технічні особливості та перспективи впровадження
Перовскіт розглядається як перспективна заміна кремнію у виробництві сонячних елементів завдяки високій здатності поглинати світло та відносній дешевизні виготовлення тонких гнучких плівок. Однак раніше для виробництва таких елементів необхідно було створювати спеціальні умови: низьку вологість та атмосферу інертного газу. Це значно ускладнювало і здорожувало технологічний процес.
Корейські вчені застосували підхід «блокування дефектів»: між двома захисними шарами двовимірного перовскіту розміщується основний шар матеріалу. Така структура дозволяє захистити ключовий компонент і забезпечити виробництво навіть при відносній вологості до 50%. Тепер для виготовлення гнучких перовскітних елементів не потрібне дороге обладнання чи суворий контроль середовища, що значно здешевлює виробничий процес.
За словами провідного наукового співробітника KIMS, доктора Дон-Чан Ліма, завдяки цій технології можна не лише знизити витрати на виробництво, а й впроваджувати високоефективні пристрої у сфері електроніки, що носиться, а також у транспортних системах із сонячною енергією.
Дослідники вже продемонстрували можливість масштабування виробництва за допомогою безперервних технологічних процесів у великому обсязі. Очікується, що впровадження таких гнучких перовскітних елементів сприятиме розвитку ринку рулонних сонячних систем та електроніки, інтегрованої в одяг і транспортні засоби. Команда KIMS планує продовжувати роботу над новими матеріалами наступного покоління, які поєднуватимуть високу довговічність у різноманітних умовах із ще нижчими виробничими витратами.
Концептуальна схема матеріалів та технологічних процесів, що дозволяють виробляти високоефективні, довговічні гнучкі перовскітні сонячні елементи в різних умовах вологості/Korea Institute of Materials Science (KIMS)