Вчені з Автономного університету Керетаро (Мексика) під керівництвом доктора Лати Масами повідомили про значний прорив у галузі сонячної енергетики. Їхнє дослідження присвячене розробці нового класу сонячних елементів на основі халькогенідних перовскітів. Ці елементи є перспективною альтернативою існуючим сонячним батареям на основі свинцю, які, незважаючи на високу ефективність (до 29% в деяких конфігураціях), страждають від недостатньої довготривалої стабільності та токсичності свинцю.
Халькогенідні перовскіти – перспективні матеріали для сонячних елементів завдяки своїм унікальним властивостям. Вони довговічні, їх можна «налаштовувати» для поглинання світла, ефективно перетворюють світло на енергію та добре проводять позитивні заряди. Вчені на чолі з доктором Масамою випробували нову сонячну батарею. Вони зробили її з кількох шарів різних матеріалів. Спочатку як один із шарів, який проводить струм, взяли молібденіт (MoS2). Потім перевірили ще 40 матеріалів — від класичних напівпровідників до сучасних плівок. Це перше таке масштабне дослідження.
Для оптимізації параметрів устрою вчені використовували інструмент моделювання SCAPS-1D, розроблений Марком Бургельманом з Гентського університету. Загалом було змодельовано 1627 конфігурацій сонячних елементів за умов максимально наближених до реальних.
Результати дослідження показали, що нові перовскіти (SrHfSe3) можуть ефективно перетворювати сонячне світло на електрику. Вчені оптимізували параметри матеріалів, щоб краще поглинали світло, зменшували втрати енергії і покращували перенесення заряду. Найкращі результати показали три матеріали як провідний шар: SnS (ККД 27,87%), CPE-K (27,39%) і Ti2CO 2 (26,3%). Їхня ефективність пов’язана з посиленням струму, поліпшенням утримання заряду та зниженням перешкод у роботі батареї.
Дослідження підтвердило, що такі перовскіти — перспективна основа для створення стабільних, ефективних та екологічних сонячних елементів.