Команда американских ученых продемонстрировали, как кофеин может улучшить термостабильность солнечных элементов на основе перовскита.
Перовскитовые солнечные элементы помечены как будущее солнечных элементов. Эксперты считают, что они заменят традиционные солнечные элементы, которые сделаны из кремния, потому что в конечном итоге их производство будет стоить дешевле.
Однако, солнечные элементы на основе перовскита в настоящее время не так эффективны, как солнечные элементы на основе кремния.
«Солнечные элементы нуждаются в высокой термостойкости, поскольку они постоянно подвергаются воздействию солнечного света, который нагревает устройства», – объясняет профессор. «В то время как перовскиты являются привлекательным вариантом для солнечных элементов, материалы разлагаются и со временем их работа ухудшается. Нам нужно, чтобы они работали в течение 20-30 лет, как традиционные солнечные элементы».
Идея использовать кофеин для улучшения термостабильности солнечных батарей на основе перовскита пришла от Рул Вана, аспиранта Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Он задавался вопросом, как кофеин с температурой кипения 300 градусов по Цельсию может взаимодействовать с материалами, используемыми в перовскитных солнечных элементах.
Затем он и его команда сделали перовскитную пленку из диметилформамида, йодида метиламмония и йодида свинца. Они добавили кофеин и вылили жидкий раствор поверх стекла из оксида и олова.
Они включили перовскитную пленку в солнечный элемент и поместили ее на пластину, нагретую до 85 градусов Цельсия. Исследователи проводили тест в течение двух месяцев, измеряя его выходную мощность каждые четыре дня.
Команда также проверила солнечный элемент на основе перовскита без кофеина.
Они сообщили, что солнечные элементы с перовскитом с кофеином способны сохранять термостабильность в течение более 1300 часов или 55 дней. Он также сохранил 86 процентов своей эффективности преобразования энергии.
Между тем, перовскитные солнечные элементы без кофеина сохраняют термостабильность в течение 175 часов или семи дней, а также 60 процентов своей эффективности преобразования энергии.