Синтетическая молекула CPMAC делает солнечные панели значительно эффективнее

Новое исследование показывает, что синтетическая молекула CPMAC, разработанная на основе бакминстерфуллерена (C₆₀), значительно повышает энергоэффективность и долговечность перовскитных солнечных элементов. Образуя более прочные ионные связи с перовскитным материалом, CPMAC улучшает электронные свойства элементов и минимизирует механическую деградацию.

Молекула, названная CPMAC, была разработана в рамках международного сотрудничества, включавшего исследователей из Университета науки и технологий короля Абдаллы (KAUST).

CPMAC — это ионная соль, синтезированная из бакминстерфуллерена, черного материала на основе углерода, состоящего из 60 атомов, обычно называемого C₆₀. Хотя C₆₀ помог перовскитным солнечным элементам достичь рекордной энергоэффективности, он также создает проблемы, ограничивая общую производительность элементов и долгосрочную стабильность. Чтобы преодолеть эти ограничения, ученые исследовали альтернативные материалы, что привело к разработке CPMAC.

«Более десяти лет C₆₀ является неотъемлемым компонентом в разработке перовскитных солнечных элементов. Однако слабые взаимодействия на границе перовскита/C₆₀ приводят к механической деградации, которая ставит под угрозу долгосрочную стабильность солнечных элементов. Чтобы устранить это ограничение, мы разработали ионную соль, полученную из C₆₀, CPMAC, для значительного повышения стабильности перовскитных солнечных элементов», — объяснил профессор Осман Бакр, исполнительный преподаватель Центра передового опыта в области возобновляемой энергии и устойчивых технологий KAUST (CREST).

Химия CPMAC улучшила электронные свойства солнечных элементов. Элементы с CPMAC имели эффективность преобразования энергии (стандартный показатель, используемый для оценки энергоэффективности солнечных элементов), которая была на 0,6% выше, чем у солнечных элементов, созданных с использованием C60. Если средняя электростанция вырабатывает 1 гигаватт электроэнергии, то разницы менее 1% все равно будет достаточно для обеспечения электроэнергией 5000 дополнительных домов.

«Когда мы имеем дело с масштабами типичной электростанции, дополнительная электроэнергия, вырабатываемая даже за счет доли процента, весьма существенна», — сказал Хунвэй Чжу, научный сотрудник KAUST, который также принимал участие в исследовании.

 Источник: scitechdaily