Перовскитные солнечные элементы достигли 25,56% эффективности и длительной стабильности

Команда исследователей из KAIST и Корейского института химической технологии разработала новый подход к созданию passivation‑слоя для перовскитных солнечных элементов, который одновременно повышает эффективность и продлевает срок службы устройств.

Традиционно улучшение эффективности приводило к снижению стабильности, а увеличение долговечности уменьшало выход электроэнергии. Чтобы преодолеть этот компромисс, учёные предложили использовать структуру типа Dion–Jacobson (DJ) в качестве двумерного passivation‑слоя. DJ‑структура состоит из чередующихся перовскитных слоёв, связанных органическими молекулами с обеих сторон, что обеспечивает жёсткую и устойчивую решётку.

Точное управление параметром «n» — количеством слоёв в passivation‑покрытии — осуществлялось посредством контролируемой термической обработки. Изменяя температуру и время отжига, исследователи смогли задать желаемую степень упорядоченности внутренней структуры слоя, аналогично регулировке отверждения клея между кирпичами для получения более прочного соединения.

В результате полученные солнечные элементы продемонстрировали сертифицированную мощность преобразования 25,59 % (экспериментально измерено 25,56 %). При испытаниях в условиях 85 °C и 85 % относительной влажности, а также при продолжительном световом облучении элементы сохраняли высокий уровень производительности, подтверждая длительную стабильность.

Технология была успешно перенесена на производство крупноформатных модулей, где сохранились отличные показатели эффективности и надёжности. Разработанный метод относительно нечувствителен к небольшим отклонениям в процессе изготовления, что делает его перспективным для масштабирования и коммерциализации перовскитных фотоэлектрических систем.