Фотороэлектрические элементы для помещений — технология, которая позволяет питать небольшие устройства без батареек и розеток, — получила заметный толчок благодаря работе исследователей из Университета штата Пенсильвания (США). Они улучшили перовскит на основе галогенидов металлов: теперь он лучше поглощает комнатный свет и дольше сохраняет стабильность при ярком освещении.
В помещении свет слабее и его спектр у же, чем у солнечного. Значит, нужен материал с другой шириной запрещенной зоны — диапазоном света, который устройство способно поглощать. Ведущий автор статьи, аспирант Джастин Лин, менял соотношение брома и йодида в кристаллической структуре перовскита и создал шесть вариантов. Лучше других поглощал искусственное освещение состав с 35% брома — его спектр сместился к длинам волн, характерным для комнатных ламп.
Общая идея заключается в том, чтобы попытаться снизить потери в работе устройства, подобрав правильный перовскитный материал и экспериментируя с тем, какой состав работает лучше, а какой приводит к снижению производительности.
Параллельно команда решала задачу качества пленок. При производстве материалы растворяют, а при высыхании образуется кристаллическая структура. Вместо привычного хлорбензола исследователи взяли дихлорбензол в качестве антирастворителя — это дало плотные, бездефектные пленки. Такая обработка критически важна для однородной кристаллизации. Поверх пленки нанесли фенилэтиламмоний бромид (ПЭАБ) — защитный солевой слой, который предохраняет перовскит от разрушения. При испытаниях устройство не теряло эффективность 240 часов при высокой интенсивности света — судя по тенденции, срок службы может исчисляться тысячами часов.
Разработанный элемент держит нагрузку в 10−50 раз выше требований нового консенсуса. До массового применения в умных термостатах, носимой медицине и пультах еще далеко — материалы нужно сделать долговечнее.
Ранее Наука Mail рассказывала, что Китай создал гибкие солнечные панели для компактных спутников