Китайские материаловеды нашли способ увеличить площадь перовскитных солнечных модулей без потери эффективности: влажную пленку перовскита охладили перед вакуумной обработкой, чтобы замедлить ее кристаллизацию. Мини-модуль площадью 19,48 квадратного сантиметра показал сертифицированную эффективность 23,9 процента.
Небольшие перовскитные элементы уже превышают 28 процентов эффективности, но при переходе к крупным модулям она заметно падает. Группа под руководством Буйи Яня из Microquanta Semiconductor и Дунчэня Ланя из Чжэцзянского университета сравнила лабораторные элементы и более крупные модули и выяснила, что главный источник потерь — коэффициент заполнения (Fill Factor), отражающий близость вольт-амперной характеристики к идеальной.
Чтобы сохранить этот параметр, исследователи охлаждали еще влажный материал 15 секунд перед вакуумной обработкой до 0–10 градусов Цельсия. Промежуточная фаза сохранялась в пленке более чем вдвое дольше обычного, кристаллические зерна получились крупнее и однороднее, поверхность — глаже, а подвижность электронов выросла более чем вдвое.
В лучшем образце коэффициент заполнения вырос с 81 до 83,5 процента, а мини-модуль достиг 23,9 процента эффективности при коэффициенте заполнения 83,3 процента. Преимущество охлаждения сохранилось и при переходе к более крупным устройствам.
При непрерывном освещении, соответствующем интенсивности солнечного света, эффективность модулей с охлажденной пленкой снижалась медленнее контрольных образцов. Контроль кристаллизации помог одновременно уменьшить потери при масштабировании и замедлить старение перовскитных модулей, результаты опубликованы в Nature Communications.