Новый метод соиспарения повышает стабильность и эффективность перовскитных элементов

В то время как лучшие перовскитные солнечные элементы сегодня часто изготавливаются из растворов, вакуумное осаждение является предпочтительным для многих промышленных тонкоплёночных продуктов благодаря своей чистоте и масштабируемости. Однако у перовскитов, созданных исключительно вакуумным методом, кристаллы часто росли с дефектами, что делало плёнки нестабильными. Команда под руководством профессора Линь Янь-Хуна из HKUST и профессора Генри Снайта из Оксфордского университета решила эту проблему, добавив второй источник — хлорид свинца (PbCl2).

Этот подход позволил контролировать рост кристаллов, получая высокоупорядоченную структуру с преимущественной ориентацией граней (100). Такая ориентация «лицом вверх» повышает кристалличность плёнки, улучшает её оптоэлектронные свойства и устойчивость к деградации под воздействием света и тепла. В результате команде впервые удалось добиться сертифицированной эффективности 18,35% для вакуумно-осаждённого перовскитного элемента, а в лабораторных условиях показатели достигли 19,3%.

Изготовленные элементы продемонстрировали впечатляющую стабильность: при ускоренных испытаниях в жёстких условиях они сохранили 80% пиковой производительности после 1080 часов работы. Используя метод гиперспектральной визуализации, учёные смогли в реальном времени наблюдать за процессами внутри устройства, различая полезные и вредные механизмы рекомбинации, что даёт мощный инструмент для дальнейшей оптимизации.

Высококачественные вакуумные перовскитовые слои особенно важны для тандемных элементов. На их основе исследователи создали ячейки «перовскит-на-кремнии» с эффективностью 27,2%. Восьмимесячные полевые испытания в Италии подтвердили их надёжность: тандемы сохранили около 80% начальной производительности. По словам профессора Линя, разработанный метод соиспарения полностью совместим с существующей промышленной инфраструктурой и превращает вакуумное осаждение из компромиссного решения в передовую технологию для массового выпуска стабильных и эффективных солнечных батарей.