Раскрыта загадка отрицательной емкости перовскитных солнечных батарей
Москва, 14:43, 05 Апр 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Специалисты Швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны объяснили причины проблем с долгосрочной стабильностью перовскитных солнечных батарей.
Устройства могли бы конкурировать с существующими тонкопленочными системами по эффективности и стоимости, если бы не странный феномен, возникающий в перовските, сообщает eurekalert.org. Очень медленные микроскопические процессы могут придать материалу «эффект памяти». Так, измерение КПД перовскитных солнечных батарей может зависеть от факторов, вроде времени нахождения на солнце или подаваемого напряжения. Несколько лет назад это явление вольт-амперного гистерезиса вызвало споры о способах точного измерения эффективности перовскитных устройств. Еще один пример странностей структуры – частичное восстановление ранее разрушившейся батареи в ходе суточного цикла.
Явления ведут к большим сигналам на низких частотах (Гц к мГц) и гигантским значениям емкости (мФ/кв. см), включая «нефизические» отрицательные величины. Сотрудникам лаборатории Андерс Хагфельдт в EPFL смогли решить эту загадку. Команда, работавшая под руководством Вольфганга Тресса, выяснила, что большие перовскитные емкости, не соответствуют классическим величинам с точки зрения хранения заряда. Они возникают из-за медленного времени срабатывания установки.
Ученые показали это измерениями во временном интервале с разными скоростями считывания напряжения. Оказалось, в основе кажущейся емкости лежит медленная модификация потока, проходящего через контакты солнечных коллекторов. Он управляет постепенным накоплением мобильного ионного заряда. Медленный рост потока выражается в виде отрицательной мощности в спектрах импеданса.
Работа проливает свет на взаимодействие фотоэлектрического эффекта и ионной проводимости перовскитных материалов. Понимание механизмов поможет в разработке более стабильных и эффективных солнечных батарей.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. В проекте также участвовали специалисты Шарифского технологического университета, Иран.
