Rešeno poslabšanje zmogljivosti perovskitnih sončnih celic

Sončne celice iz perovskita obetajo izboljšano učinkovitost fotoelektrične pretvorbe, vendar imajo eno največjih pomanjkljivosti - njihovo delovanje se sčasoma poslabša, ko so izpostavljene sončni svetlobi. Skupina znanstvenikov iz Združenih držav, Kitajske in Južne Koreje je v zadnji številki »Nature« zapisala, da so izvedli preprosto obdelavo površine perovskitnih sončnih celic, rešili problem razgradnje in očistili pot za uporabo. tehnologije tankoplastnih sončnih celic. največja ovira.

Perovskiti so skupina materialov, ki imajo enako atomsko razporeditev (kristalno strukturo) kot mineralni perovskitni oksidi. Kovinhalogenidni perovskiti, eni od "družinskih članov", so pripravljeni za svoje potencialne aplikacije na področju visoko učinkovitih in energetsko varčnih tankoslojnih sončnih celic. pozornost. Perovskitne sončne celice so veliko cenejše za izdelavo kot sončne celice na osnovi silicija, vendar imajo eno največjih pomanjkljivosti – njihova zmogljivost se poslabša, če so dolgo izpostavljene svetlobi. Če je mogoče to težavo pravilno rešiti, bo to pomagalo sončni tehnologiji. "Leteti v domove navadnih ljudi".

Yang Yang, vodja najnovejših raziskav in profesor znanosti o materialih in inženiringa na kalifornijski univerzi v Los Angelesu, je pojasnil, da je za okvare sončnih celic običajna metoda zdravljenja, ki jo trenutno uporabljajo znanstveniki, nanašanje plasti organskih ionov na površino, da bo površina negativno nabita. Medtem ko je bila ta obdelava zasnovana za izboljšanje učinkovitosti pretvorbe energije perovskitnih sončnih celic, je omogočila tudi kopičenje preveč elektronov na površini celice. To destabilizira urejeno razporeditev atomov, zaradi česar so sončne celice iz perovskita sčasoma vse manj učinkovite, kar jih na koncu naredi nekomercialne.

V luči tega odkritja je ekipa našla način za reševanje razgradnje baterije z združevanjem pozitivno nabitih ionov z negativno nabitimi ioni na površini, zaradi česar so površinski elektroni bolj nevtralni in stabilni.

Ekipa je testirala vzdržljivost obdelanih sončnih celic v pogojih, ki pospešujejo staranje celic, in v pogojih, ki simulirajo sončno svetlobo v vseh vremenskih razmerah. Rezultati so pokazali, da so celice ohranile 87 odstotkov svoje začetne učinkovitosti fotoelektrične pretvorbe več kot 2,000 uri. Nasprotno pa je pod enakimi pogoji in v istem času zmogljivost neobdelanih sončnih celic padla na 65 odstotkov.

"Naše sončne celice iz perovskita so med najbolj stabilnimi glede učinkovitosti, o katerih so poročali do zdaj, in naše najnovejše raziskave postavljajo temelje za komercializacijo in široko uporabo tehnologije sončnih celic perovskita," so povedali raziskovalci. Na podlagi nadaljnjega razvoja in izpopolnjevanja te tehnologije lahko oblikujemo stabilnejše perovskitne sončne celice."