Солнечные элементы на основе перовскита — это технология будущего. Они эффективны, гибкие, их можно печатать как обычные чернила. Свинцовые перовскиты показывают высокий КПД, но токсичность свинца заставляет искать альтернативы. Одна из них — оловянные перовскиты. Они безопаснее, но пока уступают в эффективности.

Ученые обнаружили, что добавление ICBA (это молекула, где два индена присоединены к фуллерену) в электронно-транспортный слой улучшает работу таких батарей. Но как именно — до конца не ясно.

Результаты опубликованы в издании npj Flexible Electronics.

В обычных перовскитных элементах светопоглощающий слой зажат между слоями, которые собирают электроны и дырки. Исследователи изучили, как электроны движутся на границе оловянного перовскита и электронно-транспортного слоя.

Оказалось, что стандартный материал PCBM (производное фуллерена) создает на этой границе изгиб энергетических уровней, из-за которого электроны и дырки чаще рекомбинируют — это снижает напряжение.

Но если вместо PCBM взять ICBA, изгиб энергетических уровней подавляет рекомбинацию. В результате напряжение растет, а с ним и КПД.

Почему это важно:

• Оловянные перовскиты безопаснее свинцовых.
• ICBA может сделать их эффективнее.

Этот прорыв ускорит коммерциализацию оловянных перовскитов. Сейчас их КПД отстает от свинцовых аналогов, и любое улучшение критично.

Если удастся масштабировать технологию, мы получим дешевые, гибкие и нетоксичные солнечные панели.

Это особенно важно для:

• Интеграции в здания (прозрачные пленки на окна).
• Портативной электроники (легкие и гнущиеся элементы).

Однако исследование не учитывает долговечность таких элементов. Оловянные перовскиты быстро деградируют на воздухе, и пока неясно, как ICBA повлияет на стабильность. Без решения этой проблемы коммерческое применение под вопросом.

Ранее ученые сообщили, что для хранения водорода используют фуллерен бора.