Нанометровий прошарок. У Литві знайшли спосіб зупинити руйнування сонячних панелей зсередини

Про це повідомляє Interesting Engineering.

Йдеться про надтонкий шар молекул, що переносить усередині елемента позитивні заряди. Хіміки взяли ту частину молекули, що кріпиться до шару оксиду металу, і замість кислотної форми перетворили її на нейтральну іонну сіль. Кислота поступово роз'їдала сусідні шари — а ось сіль до них байдужа. Межа поділу лишається цілою, заряди проходять без перешкод, і елемент довше тримає високу ефективність.

Самоорганізовані моношари (SAM) застосовують із 2018 року: ці плівки працюють як молекулярний клей і ведуть позитивні заряди, або дірки, до електрода. Проблему з ними помітили не одразу, розповідає дослідник KTU Каспарас Ракштис.

«Через свою кислотну природу ці молекули можуть поступово роз'їдати сусідні шари, створюючи дефекти на межі поділу, які перешкоджають транспорту заряду, — пояснює він. — Як наслідок, сонячний елемент стає менш ефективним, а термін його роботи скорочується».

Сіль тримається на поверхні оксиду не слабше за кислотну молекулу, а ще розчиняється у воді, тому шар наносять без токсичних розчинників. Попри товщину в кілька нанометрів, він помітно впливає на рух зарядів крізь пристрій.

«У цьому дослідженні ми просто нейтралізували кислотні молекули, перетворивши їх на хімічно нейтральні солі, створивши неагресивну межу поділу, яка дозволяє сонячному елементу працювати набагато стабільніше та ефективніше», — додає Каспарас Ракштис.

Метод перевірили з партнерами з Китаю на модулях великої площі. Покриття вийшло однорідним. Понад 29% зафіксували в тандемних елементах, які завдяки різним світлопоглинальним шарам захоплюють ширшу частину спектра. У литовському виші розраховують, що такі елементи вбудовуватимуть у фасади будівель, вікна й текстиль. Патентну заявку вже подано.

Результати опублікували в журналі Nature Communications.