Квантовые точки улучшили перовскитные солнечные панели

Перовскитные материалы делают солнечные батареи эффективными по нескольким причинам. Тонкие пленки из них способны эффективно поглощать весь спектр видимого света, они недорогие в изготовлении, легкие и гибкие.

Но есть загвоздка. Перовскитные солнечные элементы имеют проблемы со стабильностью и могут разрушаться в реальных условиях, а их эффективность имеет тенденцию падать в больших масштабах. В прошлых исследованиях ученые пытались улучшить стабильность, добавляя объемные молекулы, старые пигменты, двумерные добавки или капсаицин из чили.

В новом исследовании ученые из EPFL и Корейского института энергетических исследований протестировали новый ингредиент — квантовые точки. Крошечные частицы излучают определенные цвета света при освещении и начинают находить применение в телевизорах и солнечных панелях.

В этом случае команда использовала квантовые точки, сделанные из оксида олова, в качестве электронно-транспортного слоя устройства. Слой переносит электроны, произведенные перовскитом, в электрод, поэтому можно использовать энергию. По сравнению с обычным материалом диоксида титана, из которого сделан этот слой, квантовые точки улучшили способность устройства улавливать свет, а также уменьшили эффект, который иногда возникает между двумя слоями, что обычно снижает эффективность.

В целом команда обнаружила, что солнечные элементы из перовскита со слоем квантовых точек достигли эффективности до 25,7%, что всего на 0,1% меньше текущего рекорда перовскита, установленного устройством размером 0,08 см². Эффективность более крупных солнечных элементов также была приличной: команда зафиксировала эффективность 23,3% для элемента площадью 1 см², 21,7% для 20 см² и 20,6% для 64 см².