Самовосстанавливающийся полимер защитит перовскитные солнечные батареи
Ученые из Научно-технологического института университета последипломного образования Окинавы (OIST) показали, что защитный слой эпоксидной смолы предотвращает утечку вредных веществ из перовскитных солнечных батарей (ПСБ).
Нанесение самовосстанавливающегося полимера на поверхность установки значительно сокращает количество выбросов свинца в окружающую среду, сообщает sciencedaily.com. Обработка поможет ускорить выход технологии на рынок.
Перовскитные солнечные батареи – перспективная энергетическая система. Но одним из ключевых препятствий к ее коммерциализации является выделение вредных веществ, вроде свинца; особенно – при агрессивных атмосферных воздействиях.
«Более безопасные технологии также стоят внимания. Но они не достигли стабильности и эффективности ПСБ со свинцом, — объяснил профессор Ябинг Ци. – Возможность применения металла без утечек – один из ключевых шагов к выходу на рынок».
Команда рассматривала методы инкапсуляции, добавляя защитные слои в поисках лучших материалов. Обработанные ПСБ подвергали различным воздействиям, симулирующим реальные атмосферные условия. Команда хотела протестировать батареи при худших сценариях, определяя максимальные объемы утечки свинца. Сначала ученые били по установкам крупными шарами, имитирующими град и разрушающими их структуру. Затем батареи поливали кислой водой – «дождем», переносящим свинец в окружающую среду.
Масс-спектрометрия показала, что слой эпоксидной смолы обеспечивал минимальные утечки – на несколько порядков меньше, чем другие продукты. Материал также продемонстрировал лучшие результаты при разных погодных условиях. Во всех сценариях, включая обильные осадки, эпоксидная смола превзошла соперников.
Результаты обусловлены «самовосстанавливающимися» свойствами материала. После повреждения, полимер частично возвращается в исходное состояние, нагреваясь солнцем.
«Эпоксидная смола – перспективный кандидат, но другие полимеры могут сработать лучше, — сказал Ци. – На этой стадии мы рады улучшить стандарты фотоэлектрических установок и поднять на рассмотрение их безопасность. На следующих этапах мы определим лучший материал».
Результаты исследования представлены в Nature Energy.
