Разработаны перовскитные «солнечные» батареи для помещений: они в шесть раз эффективнее существующих систем

Новые перовскитные элементы достигают рекордной эффективности при освещенности 1000 люкс — примерно как в хорошо освещенном офисе. Разработка способна обеспечить питание миллиардов небольших электронных устройств и избавить от регулярной замены батареек.

Проблема утилизации и замены источников питания становится актуальной с развитием Интернета вещей: пульты, клавиатуры, датчики дыма и различные сенсоры постоянно работают в освещенных помещениях, но питаются от одноразовых батареек, производство и утилизация которых обходятся дорого и вредят экологии.

Перовскит — дешевый и перспективный материал, доказавший эффективность в наружных солнечных панелях. В отличие от кремния, его можно адаптировать для поглощения определенных длин волн, что важно при слабом освещении. Однако материал подвержен структурным дефектам — ловушкам, которые блокируют электроны и снижают производительность.

Чтобы решить эту проблему, исследователи добавили хлорид рубидия для более равномерного роста кристаллов и уменьшения количества ловушек. Две органические соли аммония — иодид N,N-диметилоктиламмония и хлорид фенэтиламмония — стабилизировали ионы и предотвратили расслоение материала на разные фазы.

Помимо рекордной эффективности, новые элементы показали и высокую долговечность. В течение более 100 дней они сохраняли 92% начальной эффективности против 76% у необработанных образцов. В жестких испытаниях — 300 часов интенсивного освещения при 55 °C — их эффективность снизилась лишь до 76%, тогда как у контрольных образцов она упала до 47%.

По расчетам авторов, перовскитовые элементы могут питать небольшие устройства в помещениях более пяти лет без замены источника питания, что позволит избежать миллиардов замен батареек в ближайшие годы.