Солнечная энергетика приблизилась к тому, чтобы стать безопасной на всех этапах жизненного цикла. Учёные разработали перовскитный материал на основе олова со встроенной молекулярной защитой от воздуха и влаги. По сути, это «дождевик», вшитый прямо в кристаллическую структуру элемента. Исследователи экспериментировали с галогенами — фтором, хлором и бромом, — изменяя органические компоненты перовскита. Прорыв произошёл при добавлении хлорированной версии: кристаллы упаковались значительно плотнее. Эта структура физически блокирует проникновение воды и кислорода к уязвимому оловянному ядру.
Структурный сдвиг дал двойной эффект. Новый перовскит сохранял целостность несколько месяцев на открытом воздухе и выдерживал многодневное погружение в воду без разрушения. Теоретические модели подтвердили механизм: плотная упаковка атомов не пускает агрессивные молекулы внутрь. Практическую применимость проверили экспериментально. Рабочие солнечные элементы показали эффективность преобразования энергии 16,2% — один из лучших результатов среди оловянных устройств. После тысячи шестисот часов на сухом воздухе элементы сохранили более девяноста пяти процентов исходной мощности. При непрерывном освещении и 55 градусах Цельсия они удержали 80% мощности после тысячи часов.
Обычно проектировщикам приходится выбирать между эффективностью и долговечностью. Этот материал показывает, что компромисс не обязателен. Авторы работы подчёркивают, что небольшое изменение в структуре привело к колоссальному приросту стабильности. Подбор органических компонентов и контроль укладки перовскитных структур способны обеспечить мощную защиту материалов. Коммерческий потенциал очевиден, поэтому разработчики совместно подали патентную заявку.
В Калифорнии над оросительными каналами установят солнечные батареи.