Американские учёные разработали инновационный материал, который позволит производить солнечные панели со значительно улучшенной прочностью. Созданные на его основе элементы, преобразующие солнечный свет в электричество, продемонстрировали коэффициент полезного действия свыше 25%. Важно отметить, что их работоспособность снизилась всего на 5% после почти 50 дней непрерывного воздействия света и тепла. Это открывает путь к созданию более долговечных и мощных солнечных батарей.

Подобные светочувствительные материалы давно привлекают внимание исследователей благодаря своей лёгкости, потенциально низкой стоимости производства и высокой способности собирать солнечную энергию, часто превосходящей традиционные кремниевые аналоги. Однако их широкому применению в солнечных панелях до сих пор мешала быстрая деградация под воздействием нагрева, влаги и света. Новая разработка нацелена на решение именно этой проблемы.

Для создания надёжной защиты исследователи из Корнеллского университета (США) скомбинировали два типа особых материалов. Как пояснили руководители исследования Цюм Мин Ю и Шрипати Рамакришнан, они разработали тончайшее двухмерное покрытие, которое оберегает основной, более хрупкий трёхмерный светочувствительный слой под ним. Эти материалы подобраны так, чтобы идеально взаимодействовать друг с другом на молекулярном уровне.

Предыдущие попытки защитить подобные элементы, например, с использованием вещества под названием метиламмоний, оказывались неудачными. По словам Рамакришнана, этот материал был слишком недолговечен и быстро разрушался на солнце, выводя ячейки из строя всего за несколько сотен часов.

Учёные применили другой подход, использовав более устойчивый светопоглощающий материал — формамидиний (FA). В результате удалось сформировать эффективное защитное покрытие с необходимым балансом проводимости и прочности. Испытания подтвердили его высокую устойчивость к свету, теплу и влажности, значительно превосходя предыдущие варианты. Солнечные элементы с этим покрытием продемонстрировали КПД преобразования энергии 25,3% и сохранили почти всю свою первоначальную мощность (потеря всего 5%) даже после 50 дней жёстких тестов, имитирующих реальные условия эксплуатации.