Imec, партнер в Энердживилль, в сотрудничестве с Университетом Кипра, добилась значительного прорыва в демонстрации долговременной стабильности перовскитовых солнечных модулей на открытом воздухе. Мини-модули размером 4 см2, разработанные в imec/EnergyVille, в течение двух лет проходили тщательные испытания в реальных условиях на Кипре. Примечательно, что эти модули сохранили 78% своей первоначальной эффективности преобразования энергии (PCE) после одного года работы на открытом воздухе — разительный контраст с современными перовскитными солнечными модулями, которые обычно сохраняют такую эффективность всего в течение нескольких недель.

Эти результаты представляют собой одно из первых реальных подтверждений, направленных на решение проблем стабильности, которые препятствовали коммерциализации перовскитовых солнечных элементов.

За последнее десятилетие металлогалогенидные перовскиты стали ведущим материалом для фотоэлектрических элементов нового поколения благодаря своим исключительным оптическим и электронным свойствам. Стремительный прогресс в области материалов и инженерии привел к значительным улучшениям в преобразование мощности эффективность. Однако стабильность остается критической проблемой, поскольку перовскитовые элементы разрушаются под воздействием влаги, света и тепла.

Традиционное тестирование в помещении в контролируемых условиях, которое имитирует непрерывное воздействие солнечного света, служит лишь ориентиром для реальных условий. На самом деле факторы окружающей среды, такие как колебания освещенности, температуры и погодных условий, существенно влияют на производительность. Несмотря на это, лишь несколько исследовательских групп изучали работу перовскитовых фотоэлементов на открытом воздухе, причем большинство из них сосредоточилось на небольших элементах, а не на более крупных модулях.

Двухлетнее исследование Imec является одним из наиболее всесторонних исследований характеристик перовскитовых фотоэлектрических модулей на открытом воздухе. Исследование, проведенное в сотрудничестве с Университетом Кипра, выявило исключительную долговечность этих модулей: наиболее эффективные образцы сохраняют 78% своего первоначального PCE через год. Примечательно, что тестирование на открытом воздухе также выявило постоянную картину ежедневного ухудшения состояния с последующим восстановлением в течение ночи.

Обширный набор данных, сгенерированный в ходе исследования, позволил использовать модели машинного обучения, которые продемонстрировали сильную корреляцию между прогнозируемой и фактической выходной мощностью. Это прокладывает путь к улучшенному прогнозированию производительности и оптимизации в будущем.

Для дальнейшего изучения процессов деградации в различных климатических условиях модули также будут протестированы в Брюсселе (дождливый климат), Нью-Мексико (засушливая пустыня), Мадриде и Фрайбурге (умеренный климат). Эти дополнительные тесты направлены на углубление понимания того, как факторы окружающей среды влияют на долгосрочную производительность.