Ученые МГУ нашли способ в четыре раза продлить срок службы перовскитных солнечных элементов

Новый модификатор на основе хлорида 2-меркаптоэтиламмония повышает устойчивость батарей к нагреву и внешней среде.

Москва, 19 фев - ИА Neftegaz.RU. Сотрудники лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ имени М. Ломоносова разработали компонент, который увеличивает время стабильной работы перовскитных солнечных элементов в 3-4 раза.
Об этом стало известно из сообщения пресс-службы вуза.

Хлорид 2-меркаптоэтиламмония (MEACl)

Предложенная добавка - хлорид 2-меркаптоэтиламмония (MEACl) - решает ключевую проблему гибридных перовскитов, которые быстро разрушаются под действием света, влаги и воздуха.
MEACl работает как адаптивный пассиватор дефектов в гибридных галогенидных перовскитах (CH₃NH₃PbI₃). Связывая свободные ионы йода (I0/I2) и атомы свинца (Pb0),
предотвращает их миграцию и рекомбинацию зарядов; при разрушении перовскита MEACl реагирует с продуктами распада (кислород, йод), восстанавливая локальную структуру за счёт обратимого перехода S–H↔S–S; снижает плотность ловушек для носителей заряда, адсорбируясь на поверхностях кристаллитов.

Введение небольшого количества этого вещества в материал значительно замедляет его деградацию. В ходе испытаний инкапсулированные элементы под непрерывным воздействием симулятора солнечного света, температуры 85°C и открытой атмосферы проработали в среднем в 3 раза дольше контрольных образцов. При нагреве до 65°C стабильность модифицированных устройств возрастала в четыре раза, достигая почти 2 тыс. ч.

По словам заведующего лабораторией А. Тарасова, исследование демонстрирует, что даже небольшое количество модификатора способно существенно влиять на долговечность перовскитов. Понимание механизмов деградации и способов их подавления открывает путь к созданию более надежных солнечных элементов. MEACl также обладает высоким потенциалом для повышения радиационной устойчивости устройств, и это направление планируется изучить в дальнейшем.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда. Ее результаты опубликованы в журнале Journal of Energy Chemistry.

Перовскиты

Перовскиты - класс материалов, объединённых сходным типом кристаллической структуры. Названы в честь графа А. Перовского - госдеятеля и археолога.
Интерес к перовскитам растет. Перовскитные солнечные элементы считаются одним из самых перспективных направлений фотовольтаики благодаря высокой эффективности преобразования света и низкой себестоимости производства. Однако их коммерческое внедрение долгое время сдерживалось именно нестабильностью материалов, что делало батареи недолговечными.

Автор: А. Шевченко