Датские и нидерландские ученые обнаружили, что добавление небольшого количества фтора к перовскиту создает защитный слой, который увеличивает стабильность солнечных элементов. Батареи сохраняют 90% эффективности после 1000 часов работы в экстремальных условиях.

Исследование было опубликовано на страницах Nature Energy.

Перовскитовые фотоэлектрические преобразователи дешевы, просты в производстве и значительно эффективней традиционного кремния (перовскитовые батареи преобразуют 23,2% поглощенного света). Однако перовскит быстро разлагается, что ставит под удар стабильность фотоэлементов. Дефекты кристаллической решетки играют важную роль в процессах деградации, один из частых дефектов — вакансии. Узлы решетки, которые были бы заняты в идеальном кристалле галогенид-анионами или органическими катионами, пустуют в реальном кристалле, что ведет к диффузии ионов и разложению слоя.

Исследователи обработали перовскитовые батареи фторидом натрия для погашения вакансий как анионов, так и катионов. Показано, что фторид натрия концентрируется на поверхности материала и образует сильные водородные связи с органическими катионами и сильные ионные связи с неорганическими. Вакансии оказываются пассивированы, следовательно, решетка стабилизируется.

Эффективность обработанного материала не отстает от предшественника, составляя 21,46%. Однако обработанные перовскитовые батареи сохраняют 90% своего первоначального КПД спустя 1000 часов непрерывного освещения в условиях максимальной мощности и при температуре в 85 °C.

Это исследование представляет собой важный шаг на пути к успешному внедрению перовскитных солнечных элементов, однако многое еще предстоит сделать. Золотой стандарт в солнечной промышленности — это КПД в 85% в от первоначальной эффективности спустя 10–15 лет службы. Стандарт, который все еще далек для перовскитных элементов.