Перовскитные солнечные батареи уже давно считаются многообещающей альтернативой для получения дешёвой, лёгкой и высокоэффективной возобновляемой энергии. Однако из-за их нестабильности они до сих пор не получили широкого распространения на рынке.
Эти элементы теряют эффективность гораздо быстрее, чем обычные солнечные панели на основе кремния. Это ограничивает их коммерческий потенциал. Чтобы решить эту проблему, команда учёных из Китая, Германии, Швейцарии и Италии разработала и нанесла фторированное покрытие на границу между поверхностью перовскита и верхним контактным слоем.
Их инновационный подход заключался в создании тонкого фторированного молекулярного слоя, который действует как химический барьер между перовскитом и его верхним контактным слоем, известным как слой углеродных бакиболов (C60), представляющих собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода.
Молекулярный слой, похожий на тефлон, повысил эффективность преобразования энергии в перовскитных солнечных элементах до впечатляющих 27 %. Команда обнаружила, что улучшенные элементы сохраняют эту эффективность после 1200 часов непрерывной работы.
Это эквивалентно целому году естественного воздействия солнечного света. Для сравнения: контрольные образцы без фторированного слоя потеряли около 20 % своих характеристик всего за 300 часов.
По словам учёных, этот слой химически изолирует перовскит от контактного слоя. Это, в свою очередь, уменьшает количество дефектов и потери энергии. Кроме того, он укрепляет структуру обоих соседних слоёв, особенно слоя C60, делая её более однородной и плотной.