Гонконзькі вчені розробили сонячні елементи, які витримують тривале затінення без втрати ефективності та пошкоджень. Нові тонкоплівкові елементи зберігають стабільність понад 2000 годин під напругою, що значно перевищує показники традиційних аналогів.
Проблема затінення полягає у виникненні зворотного зсуву — негативної напруги, що знижує вироблення струму і може назавжди пошкодити тонкоплівкові сонячні елементи. Це стосується технологій на основі телуриду кадмію, селеніду міді-індію-галію, перовскіту та органічних матеріалів. Через провідність електронів і йонів у таких елементах тривалий зворотний зсув поступово руйнує матеріал.
Гонконзька команда дослідників з факультету електротехніки та електронної інженерії Гонконзького політехнічного університету зосередилася на органічних матеріалах. Вони виявили, що основною причиною руйнування є дефекти в робочому шарі, які утримують заряди і знижують ефективність. Усунувши ізольовані скупчення акцептора в донорно-акцепторній суміші, науковці змогли підвищити напругу пробою елементів до понад −35 вольтів.
За словами професора Лі Гана, "ми досягли важливих успіхів у стабільності органічних та перовскітно-органічних тандемних сонячних елементів у складних умовах зворотного зсуву. Наше дослідження робить проривний внесок у розуміння як роботи пристроїв, так і довговічності органічних і перовскітних сонячних технологій".
У тандемній структурі покращені органічні елементи також захищають перовскітний шар. Після впливу −40 вольтів такі елементи зберігають понад 90% початкової ефективності, а після 2000 годин роботи за −4,5 вольта — 97%. Раніше команда досягла ефективності 25,9%, а тепер цей показник перевищив 26%. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Materials, про що повідомляє Interesting Engineering.