Исследователи из Корейского национального института науки и технологии (NIST) нашли способ уменьшить деградацию перовскитных фотоэлементов с помощью «графеновой брони».
«Графен может быть эффективным диффузионным барьером в сочетании с металлическими наноструктурами», — отмечается в отчете команды. «Графеновая броня» не только обеспечивает более длительный срок службы, но и способствует улучшенному сбору зарядов, которые в конечном итоге и составляют полезную электроэнергию.
Исследователи использовали графеновую пленку для разделения металлического электрода и кристаллов перовскита. Это означает, что атомы металла и галогенид-ионы больше не могут блуждать и нарушать работу фотоэлемента. Электрод состоит из медной кристаллической решетки с внедренными полиимидными частицами, которая закрыта графеновой пленкой. Такой гибридный электрод обладает высокой электропроводностью, химически стабилен и механически очень эластичен.
Обычно разработчики фотоэлементов на основе перовскита выбирают электроды из оксида индия-титана (ITO), потому что этот материал прозрачный, а это значит, что свет может проходить через него практически без препятствий. Помимо того, что этот материал очень дорогой, он легко ломается из-за своей чрезвычайной хрупкости. Атомы металлов и галогенид-ионы проникают между оксидом индия-титана и перовскитным кристаллом и ослабляют эффективность фотоэлемента.
Инновационный электрод с «графеновой броней» обеспечивает эффективность 16,4%. Это чуть меньше, чем у электрода из оксида индия-титана, эффективность которого составляет 17,5%. Через 100 часов фотоэлемент с гибридным электродом потерял всего 2,5% своей мощности. Он также подходит для портативной электроники, которая подвержена высоким механическим нагрузкам. После 5000 испытаний на изгиб он показал все еще 94% от первоначальной мощности.
Источник: https://www.solarserver.de/2020/07/13/photovoltaik-graphen-ruestung-verbessert-haltbarkeit-von-perowskit-solarzellen/