Добавки из соединений меди позволили создать солнечные батареи на основе перовскитов с КПД больше 20 процентов и большим сроком службы. Также новая разработка позволяет избавиться от использования дорогих органических компонентов, без которых раньше не удавалось достичь эффективность более 20%. Статья с описанием новых батарей опубликована в журнале Science.

Кремниевые солнечные батареи практически достигли предела совершенствования с пиковой эффективностью в 25%, к тому же отягощены высокой стоимостью производства, токсичными отходами, большим весом и жесткостью. Перовскитные солнечные батареи считаются одними из самых перспективных благодаря невысокой стоимости и большой эффективости. Однако к недостаткам относятся необходимость использования дорогих дополнительных веществ, а также постепенное ухудшение свойств.

В новой работе описаны батареи, сохраняющие 95% изначальной эффективности после 1000 часов облучения Солнцем при температуре 60 °C. Для этого вместо органического хорошо проводящего электронные дырки материала использовался тиоцианат меди CuSCN. Он как более стабилен, так и намного более дешев ($0.5 за грамм вместо $500). Попытки использования этого вещества уже предпринимались, но большого положительного эффекта они не вызвали из-за сложностей с нанесением качественного слоя из CuSCN на перовскитную пленку, а также химической нестабильностью в интегрированной батарее.

Для преодоления этих проблем, ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны воспользовались двумя идеями. Во-первых, они придумали простой способ осаждения из раствора слоев CuSCN толщиной 60 нанометров. Во-вторых, они нанесли дополнительный слой из восстановленного оксида графена между CuSCN и слоем золота. Это позволило избавить от разрушения контакта между CuSCN и золотом, что оказалось основной причиной постепенного ухудшения подобных батарей.