Два роки перовскітного прогресу

Після ряду вражаючих досягнень та великого ажіотажу, перовскітні сонячні елементи (PSC) стали популярною областю для дослідників в останні роки. А оскільки університети та інститути у всьому світі повідомляють про безліч різних підходів до реалізації повного потенціалу матеріалу як сонячної батареї, може бути важко оцінити фактичний прогрес у розробці комерційно життєздатного продукту або знати найбільші проблеми, що залишились.

Вчені на чолі з китайським Шанхайським університетом Цзяо Тун (SJT) оглянули значну частину недавнього прогресу в перовскітних сонячних елементах, прагнучи узагальнити основний прогрес, досягнутий у 2020 році та в першій половині 2021 року; обговорити проблеми, що залишились при розробці практичних модулів на основі перовскіту або тандемних виробів с використанням кремнію і перовскіту.

Огляд під назвою «Основний прогрес сонячних елементів у перовскіті в 2020-2021 роках» опублікований у «Nano-Micro Letters». Група поділила прогрес на чотири сфери: ефективність, стабільність, тандемні сонячні елементи на основі перовскіту та безсвинцеві перовскіти. Загалом у статті робиться висновок, що збереження високої ефективності, досягнутої в лабораторних приладах, які часто мають розмір менше 1 см², є найбільшим викликом для розробки комерційних продуктів, поряд із реалізацією процесів нанесення покриттів, що працюють з високою ефективністю в умовах навколишнього середовища.

«... [ефективність] зменшується до 19,6%, коли площа діафрагми збільшується з 0,1 см² до приблизно 10 см² , і далі падає до 17,9% при площі, яка наближається до 1000 см² для PSC, яка все ще значно відстає від площі комірки кристалічного кремнію», - зазначає група у своєму висновку. "Потрібно проводити інтенсивні роботи, щоб точно контролювати рівномірність процесу кристалізації у великомасштабних плівках перовскітів".

Поряд із виробничими процесами, довготривала стабільність є добре видною проблемою для перовскітних сонячних елементів. Група SJT приєднується до інших, вимагаючи стандартизованого набору тестів на стабільність та використання сторонніх перевірок для забезпечення порівнянних та достовірних результатів щодо стабільності.

Вони також зазначають, що за минулий рік було досягнуто значного прогресу в безсвинцевих перовскітах, що створило потенційну можливість для певного комерційного масштабу у використанні в носимих та внутрішніх фотоелектричних пристроях для живлення датчиків та інших пристроїв з досить низькими енергетичними потребами . "На наш погляд, застосування олов'яних PSC для внутрішніх фотоелектричних виробів може початись раніше, ніж у свинцевих PSC, коли їх ефективність сягає понад 15%", - підсумовують науковці.