Сверхстабильные солнечные элементы на основе перовскита с помощью защитного клея

05.06.2023

Кремниевые солнечные элементы, возможно, имели фору в несколько десятилетий, но перовск быстро сокращает разрыв всего за 15 лет. Мало того, что его эффективность приближается к эффективности кремния, он также дешевле, легче и гибче, но имеет один существенный недостаток - долговечность.

В течение длительного воздействия на элементы перовскиты имеют тенденцию разрушаться, что в свою очередь не хорошо для устройств, предназначенных для пребывания на солнце весь день, ежедневно в течение десятилетий. Ученые экспериментировали с их усилением, добавляя, среди прочего, объемные молекулы, 2D-добавки, углеродные наноточки из волос или квантовые точки. Но новая обработка позволяет перовскитным солнечным элементам работать с эффективностью 99% после 1000 часов использования.

Команда использовала новый клей для защиты перовскитов. Он называется BondLynx и первоначально производился канадской компанией по производству материалов XlynX для других целей, прежде чем был протестирован на солнечных элементах.

Проблемы с перовскитами начинаются, когда органические компоненты в материале активируются теплом и светом и могут исчезать, ослабляя перовскит и повреждая другие материалы в солнечном элементе. BondLynx - это "сшивающий" агент, образующий химические ковалентные связи с этими органическими компонентами, предотвращая их расшатывание и снижение эффективности.

Команда обработала солнечные элементы из перовскита с помощью BondLynx, а затем подвергла их длительному воздействию тепла и света, чтобы увидеть, насколько хорошо они себя показали по сравнению с необрабатываемыми солнечными элементами. Солнечные элементы начали с эффективности 24% и сохранили около 99% после 1000 часов непрерывного действия искусственного солнечного света. Для сравнения, необработанные солнечные элементы потеряли 35% своей начальной эффективности в тех же условиях за тот же период времени.

Солнечные элементы также подвергались постоянному воздействию тепла 60°C (140°F) в течение 600 часов. Обработанным BondLynx удалось сохранить почти 98% своей эффективности за это время, в то время как контрольная группа потеряла 27% своей эффективности.

Хотя испытания проводились всего несколько месяцев, тот факт, что обработанные клетки почти не потеряли эффективность, предполагает, что они должны прожить гораздо дольше. Наряду с другим недавним покрытием, которое, по оценкам, дает солнечным элементам 30-летний срок службы, этот смелый новый претендент мог бы залатать свою ахиллесовую пятку и вскоре бросить вызов кремнию в борьбе за превосходство в солнечной энергии.

<< Назад: Электростимуляция мозга улучшает когнитивные способности 05.06.2023

>> Вперед: Ледники Арктики наполнены жизнью 04.06.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Получена новая форма аморфного льда 07.02.2023 Команда британских химиков смолола в шаровой мельнице обычный лед при температуре 77 кельвинов и получила новую форму аморфного льда. Так называют лед, что в отличие от кристаллического льда Ih не имеет упорядоченной молекулярной структуры. Открытая форма оказалась стабильной при атмосферном давлении до отметки в 1,1 гигапаскаля. Ученые дали ей название аморфный лед средней густоты. На фазовой диаграмме воды обнаруживается около 20 кристаллических ее форм, а также две аморфные фазы, характеризующиеся отсутствием порядка в расположении молекул. Последние разделяют на два вида: аморфный лед высокой и низкой густоты. При атмосферном давлении и температуре в 77 кельвинов первая обладает плотностью в 1,13 г на кубический сантиметр, а вторая - 0,94 г на кубический сантиметр. При этом они известны еще с прошлого века, а никаких аморфных форм льда за это время в промежутке плотности между ними найти не удалось. Однако любопытство ученых не ослабевает, ведь именно аморфный лед, как считается, является самым распространенным во Вселенной. И в своей работе химики из Университетского колледжа Лондона смогли обрести неизвестную ранее форму аморфного льда. В своих экспериментах ученые использовали популярный для исследования аморфных форм материалов метод с использованием шаровой мельницы. С его помощью аморфизация происходит через взаимодействие с шарами, влияющими на кристаллы силами сжатия и сдвига, внося дефекты. Для льда раньше этот метод не использовали, поэтому в своей работе химики стали первыми, кто решил смолоть обычный лед Ih в такой мельнице. Для этого его охладили до температуры жидкого гелия - 77 кельвинов - добавили в лед шарики из нержавеющей стали, а затем тряхнули их вместе. За 80 циклов такого измельчения ученые получили образец, анализ которого указал, что им удалось обрести новую аморфную форму льда. Общий вид полученного во мельнице льда представляет собой крупные куски плотно утрамбованного порошка, плотность которого ученые оценили в 1,06 г на кубический сантиметр. Это значение находится как раз в промежутке между уже известным аморфным льдом низкой и высокой плотности, поэтому ученые дали новой форме название аморфный лед средней густоты. Сравнения дифракционных характеристик всех трех форм указывают, что открытый химиками лед имеет уникальную структуру. При повышении давления (и при постоянной температуре в 77 кельвинов), после отметки в 1,1 гигапаскаля, лед начинает переходить в аморфный лед высокой густоты. Перемалывание таким же способом других фаз льда (II, IX и V) новых форм ученым не принесло, что может говорить о том, что именно "обычный" лед l особенно подвергается аморфизации.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026