Червоний перець допоміг підвищити ефективність перовскитних сонячних батарей

Дослідники показали, що капсаїцин - речовина, що обумовлює гострий смак деяких видів червоного перцю - здатний підвищити ефективність перовскитних сонячних елементів.

Перовскитні сонячні батареї - одні з найперспективніших. Тепер вчені знайшли спосіб підвищити їх стабільність і ефективність, використовуючи капсаїцин

Перовскіти - одні з найперспективніших матеріалів, які можуть замінити кремній у сонячних батареях і підвищити ефективність роботи цих фотоелектричних елементів. Вдосконалення цих матеріалів призвело до збільшення ефективності створених на їх основі сонячних батарей з 4% до 20% приблизно за 10 років. Поєднання перовскітів з кремнієм може збільшити ефективність до 30%.

Однак перовскіти досить нестабільні під дією світла, тому їм необхідні стабілізуючі добавки. Дослідники з Китаю з'ясували, що однією з найефективніших і дешевих добавок такого роду є капсаїцин - речовина, яка обумовлює гостроту червоних перців. Крім стабільності, капсаїцин допоміг вирішити ще одну проблему сонячних батарей. Вона полягає в тому, що дефекти в кристалічній структурі матеріалу сонячних елементів можуть заважати електронам, що проходять через них, перетворюючи їх енергію в тепло і зменшуючи ефективність.

Дослідники додали всього 0,1% капсаїцину в речовину-попередник одного з перспективних перовскітів - метиламонія йодиду свинцю ((CH₃NH₃) Pb_I3). Команда виявила, що перовскитні сонячні елементи, виготовлені з цієї сполуки, мають ефективність перетворення енергії 21,88%, порівняно з 19,1% в контрольних пристроях. після 800 годин роботи на відкритому повітрі елементи втратили в ефективності всього 10%.

Потім вчені провели додаткові дослідження, щоб зрозуміти механізм впливу капсаїцину на властивості сонячних панелей. Автори показали, що ця речовина прискорює перенесення заряду в плівці перовскіту, зменшуючи щільність дефектів у ній і створюючи кращу межу розділу між різними напівпровідниковими шарами.

Робота вчених опублікована в журналі Joule.