Красный перец помог повысить эффективность перовскитных солнечных батарей
Перовскитные солнечные батареи — одни из самых перспективных. Теперь ученые нашли способ повысить их стабильность и эффективность, используя капсаицин
Перовскиты — одни из самых перспективных материалов, которые могут заменить кремний в солнечных батареях и повысить эффективность работы этих фотоэлектрических элементов. Совершенствование этих материалов привело к увеличению эффективности созданных на их основе солнечных батарей с 4% до 20% примерно за 10 лет. Сочетание перовскитов с кремнием может увеличить эффективность до 30%.
Однако перовскиты достаточно нестабильны под действием света, поэтому им необходимы стабилизирующие добавки. Исследователи из Китая выяснили, что одной из самых эффективных и дешевых добавок такого рода является капсаицин — вещество, которое обуславливает остроту красных перцев. Кроме стабильности, капсаицин помог решить еще одну проблему солнечных батарей. Она заключается в том, что дефекты в кристаллической структуре материала солнечных элементов могут мешать проходящим через них электронам, превращая их энергию в тепло и уменьшая эффективность.
Исследователи добавили всего 0,1% капсаицина в вещество-предшественник одного из перспективных перовскитов — метиламмония йодида свинца ((CH3NH3)PbI3). Команда обнаружила, что перовскитные солнечные элементы, изготовленные из этого соединения, имеют эффективность преобразования энергии 21,88%, по сравнению с 19,1% в контрольных устройствах. Стабильность перовскитов также улучшилась: после 800 часов работы на открытом воздухе элементы потеряли в эффективности всего 10%.
Затем ученые провели дополнительные исследования, чтобы понять механизм влияния капсаицина на свойства солнечных панелей. Авторы показали, что это вещество ускоряет перенос заряда в пленке перовскита, уменьшая плотность дефектов в ней и создавая лучшую границу раздела между различными полупроводниковыми слоями.
Работа ученых опубликована в журнале Joule.