Rešena degradacija performansi perovskitnih solarnih ćelija

Perovskite solarne ćelije obećavaju poboljšanu efikasnost fotoelektrične konverzije, ali pate od jednog od najvećih nedostataka - njihove performanse opadaju tokom vremena kada su izložene sunčevoj svjetlosti. Tim naučnika iz Sjedinjenih Država, Kine i Južne Koreje napisao je u najnovijem broju "Nature" da su izvršili jednostavan tretman na površini solarnih ćelija perovskita, riješili problem degradacije i otvorili put za primjenu tehnologije tankoslojnih solarnih ćelija. najveća prepreka.

Perovskiti su grupa materijala koji imaju isti atomski raspored (kristalnu strukturu) kao mineralni perovskit oksidi. Metalhalogenidni perovskiti, jedni od "članova porodice", pripremljeni su za njihovu potencijalnu primjenu u oblasti visokoefikasnih i štedljivih tankoslojnih solarnih ćelija. pažnju. Perovskite solarne ćelije su mnogo jeftinije za proizvodnju od solarnih ćelija na bazi silicijuma, ali imaju jedan od najvećih nedostataka – njihove performanse opadaju kada su dugo izložene svetlosti. Ako se ovaj problem može pravilno riješiti, pomoći će solarnoj tehnologiji. "Lete u domove običnih ljudi".

Yang Yang, šef najnovijeg istraživanja i profesor nauke o materijalima i inženjerstva na Kalifornijskom univerzitetu u Los Angelesu, objasnio je da je za defekte solarnih ćelija uobičajena metoda liječenja koju trenutno koriste naučnici taloženje sloja organskih jona na površinu kako bi površina bila negativno nabijena. Iako je ovaj tretman dizajniran da poboljša efikasnost konverzije energije perovskitnih solarnih ćelija, takođe je omogućio da se previše elektrona akumulira na površini ćelije. Ovo destabilizuje uredan raspored atoma, čineći solarne ćelije iz perovskita sve manje efikasnim tokom vremena, što ih na kraju čini nekomercijalnim.

U svjetlu ovog otkrića, tim je pronašao način da riješi problem degradacije baterije uparujući pozitivno nabijene jone sa negativno nabijenim ionima na površini, što je površinske elektrone učinilo neutralnijim i stabilnijim.

Tim je testirao izdržljivost tretiranih solarnih ćelija u uslovima koji ubrzavaju starenje ćelija i pod uslovima koji simuliraju sunčevu svetlost u svim vremenskim uslovima. Rezultati su pokazali da su ćelije zadržale 87 posto svoje početne efikasnosti fotoelektrične konverzije više od 2,000 sata. Nasuprot tome, pod istim uslovima i za isto vreme, performanse neobrađenih solarnih ćelija su pale na 65 procenata.

„Naše perovskitne solarne ćelije su među najstabilnijim u efikasnosti prijavljenih do sada, a naše najnovije istraživanje postavlja temelje za komercijalizaciju i široko usvajanje tehnologije solarnih ćelija perovskita“, rekli su istraživači. Na osnovu daljeg razvoja i usavršavanja ove tehnologije možemo dizajnirati stabilnije solarne ćelije od perovskita."