Ученые разработали защитный слой для солнечных батарей с эффективностью 27%

Международная группа исследователей из Центра Гельмгольца в Берлине совместно с коллегами из Китая, Швейцарии и Италии разработала новое межфазное покрытие для перовскитных солнечных элементов. Результаты были опубликованы в журнале Nature Photonics в ноябре 2025 года.

Ученые нанесли тонкий фторированный молекулярный слой между перовскитным материалом и верхним контактным слоем C60 Buckyball. Фторсодержащее соединение проникает в пространство между этими слоями и образует компактную мономолекулярную пленку. Эта структура действует как химический барьер, блокируя взаимодействие между материалами и образование дефектов на границе слоев.

Эффективность преобразования солнечной энергии модифицированных ячеек достигает 26,9%.. Экспериментальные образцы испытывались в непрерывном режиме работы в течение 1200 часов, что соответствует одному году воздействия естественной солнечной радиации. За этот период ухудшения показателей не зарегистрировано. Контрольные образцы без фторсодержащего покрытия потеряли 20% своих первоначальных характеристик после 300 часов работы.

Исследовательская группа под руководством Гуйсяна Ли из Юго-Восточного университета в Нанкине провела дополнительные тесты на термическая стабильность. Образцы выдержали 1800 часов нагрева при температуре 85 градусов Цельсия и 200 циклов колебаний температуры в диапазоне от минус 40 до плюс 85 градусов Цельсия. Фторовое покрытие увеличивает плотность и однородность слоя C60, что улучшает перенос электрических зарядов между компонентами ячейки.

Антонио Абате, профессор Центра Гельмгольца, отмечает, что защитные свойства созданного покрытия аналогичны свойствам тефлона. Молекулярный слой предотвращает химическое взаимодействие между материалами, сохраняя при этом электрический контакт между ними.