Учени са разработили защитен слой за соларни клетки с ефективност от 27%

Международен екип от изследователи от Центъра „Хелмхолц“ в Берлин, заедно с колеги от Китай, Швейцария и Италия, е разработил ново междуфазово покритие за перовскитни слънчеви клетки. Резултатите са публикувани в Nature Photonics през ноември 2025 г.

Учените са приложили тънък флуориран молекулярен слой между перовскитния материал и горния контактен слой от С60 buckyball. Флуорираното съединение прониква в пространството между тези слоеве и образува компактен мономолекулен филм. Тази структура действа като химическа бариера, блокирайки взаимодействията между материалите и образуването на дефекти на границата на слоя.

Ефективността на преобразуване на слънчевата енергия на модифицираните клетки достига 26,9%. Експерименталните образци са тествани при непрекъсната работа в продължение на 1200 часа, което съответства на едногодишно излагане на естествена слънчева радиация. През този период не е регистрирано влошаване на показателите. Контролните образци без флуорирано покритие са загубили 20% от първоначалните си показатели след 300 часа работа.

Изследователският екип, ръководен от Гуисян Ли от Югоизточния университет в Нанкин, проведе допълнителни тестове за термична стабилност. Образците издържаха 1800 часа нагряване при 85 градуса по Целзий и 200 цикъла на температурни колебания в диапазона от минус 40 до плюс 85 градуса по Целзий. Флуорираното покритие увеличава плътността и равномерността на слоя C60, което подобрява преноса на електрическите заряди между компонентите на клетката.

Антонио Абате, професор в центъра „Хелмхолц“, посочва, че защитните свойства на създаденото покритие са подобни на тези на тефлона. Молекулярният слой предотвратява химическото взаимодействие между материалите, като същевременно поддържа електрическия контакт между тях.