Перовскитные солнечные батареи научились питать гаджеты от комнатной лампы

Исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC) предложили способ преодолеть главные недостатки перовскитных солнечных элементов — их склонность к деградации и ограниченный спектр светочувствительности. Они добавили к раствору, из которого формируют активный перовскитный слой, фосфор-содержащий хелатный агент. Этот компонент связывает ионы свинца на поверхности, снижая количество дефектов–«ловушек» для носителей заряда и улучшая срок службы элементов, даже в условиях высокой влажности.

Внутри лаборатории UBC провели эксперименты, сравнив стандартные и улучшенные образцы перовскитов. Новые элементы сохраняли до 90% эффективности после многонедельного хранения при 85% относительной влажности. Ранее перовскитные панели быстро теряли КПД в условиях комнатной влажности, что ограничивало их использование.

В параллельном исследовании группа из другого университета изменила состав перовскита, чтобы он лучше соответствовал спектру флуоресцентных ламп — наиболее распространённого искусственного освещения в помещениях. Состав материала подобрали так, чтобы он эффективно поглощал длины волн от 400 нм до 700 нм, свойственные офисным лампам. В результате учёные получили элементы, вырабатывающие до 1 Вт на квадратный метр при стандартной мощности ламп — достаточно для подпитки малых датчиков или непрерывной работы IoT-устройств.

Соединяя эти два подхода, предприятия могут получить перовскитные панели, устойчивые к деградации и оптимизированные под искусственный свет. Это открывает дорогу к автономным гаджетам — от фитнес-трекеров до систем умного дома — которые смогут питаться от лампы в комнате, а не от батарейки.

Хелатное пассивирование легко интегрируется в серийное производство: достаточно добавить агент в антирастворитель при нанесении плёнки. Такой подход не требует сложного оборудования и сохраняет низкую себестоимость перовскита, которая и привлекает к нему внимание.

Однако остаются вызовы: пока такие перовскитные элементы не демонстрируют устойчивой работы. Следующим этапом станет испытание комбинации хелатного пассивирования и спектральной подстройки в долговременных тестах. Это позволит понять, насколько материал выдерживает реальные условия использования — например, на балконе или в зелёной стене офисного здания.

 Источник: APL Energy