Ученые из тринадцати стран объединились, чтобы создать единую открытую базу данных по перовскитным солнечным элементам. В базе данных уже содержится информация о 42400 устройствах, она доступна как для чтения, так и для загрузки новых результатов. Авторы рассказали о создании и возможностях базы данных в статье, опубликованной в журнале Nature Energy.
Перовскитная фотовольтаика развивается стремительными темпами. Однослойные перовскитные солнечные элементы уже показывают эффективность 25,6 процента, а тандемы кремний-перовскит — 29,8 процента. Тем не менее до создания коммерческих перовскитных солнечных элементов пока далеко — новым материалам не хватает стабильности, а эффективность промышленных модулей пока что существенно ниже, чем у миниатюрных лабораторных образцов.
Над повышением эффективности и стабильности перовскитных солнечных элементов работает множество научных групп по всему миру. Новые статьи по этой теме выходят каждый день, и поиск в Web of Science по запросу «perovskite solar» сегодня выдает почти двадцать тысяч статей. Следить за прогрессом в этой области становится все труднее.
Структурировать данные по перовскитным солнечным элементам взялась Эва Юнгер (Eva Unger) из Берлинского центра материалов и энергии имени Геймгольца (HZB). Вместе с ней над проектом работали девяносто четыре специалиста из тринадцати стран.
Ученые начали с того, что вручную извлекли данные из всех доступных публикаций о перовскитных солнечных элементах — в феврале 2020 года, когда ученые начали работу, таких статей было около пятнадцати тысяч. В базу вносили информацию о каждом отдельном солнечном элементе — всего их оказалось 42400.
Данные о каждом солнечном элементе разделяли на подкатегории. Авторы описывали строение элемента (материал подложки и контактов, состав и способ изготовление активного перовскитного слоя, и транспортных слоев), его предысторию, размер и, наконец, характеристики (ток, напряжение, эффективность в лабораторных и полевых испытаниях, стабильность). Пока что таких параметров набралось девяносто пять (хотя не для каждого устройства удавалось найти всю информацию, часть ячеек оставляли пустыми), однако авторы уже работают над расширенной версией, в которой будет почти четыре сотни параметров. Вся эта информация нужна исследователю для того, чтобы наиболее полно сравнивать между собой результаты уже проведенных экспериментов и на основе этого сравнения формулировать гипотезы для новых экспериментов.
Сейчас внести информацию в базу может любой исследователь — для этого авторы составили подробную инструкцию. Платформа также включает в себя инструменты для анализа и визуализации данных.
Пример визуализации данных на платформе perovskitedatabase. Слева эффективность перовскитных солнечных элементов в зависимости т года публикации, справа зарегистрированные рекорды для разных типов перовскитных солнечных элементов
Источник изображения: Jacobbson et al. / Nature Energy, 2021
Юнгер и ее коллеги полагают, что их проект сможет существенно ускорить работу ученых, которые занимаются перовскитной фотовольтаикой. Авторы приглашают всех желающих к сотрудничеству и надеются, что база данных будет активно пополняться.
Летом химики из США выяснили, откуда берутся пустоты в перовскитных солнечных элементах. Главной причиной оказалось испарение диметилсульфоксида из нижней части активного перовскитного слоя. Ученые уменьшили количество диметилсульфоксида и вместо него добавили в активный слой диаминомочевину — получились солнечные элементы без пустот с улучшенной эффективность и стабильностью.
Наталия Самойлова
