Cum de a rezolva problema degradării performanței celulelor solare perovskite?

Celulele solare perovskite promit o eficiență îmbunătățită a conversiei fotoelectrice, dar suferă de unul dintre cele mai mari dezavantaje - performanța lor se degradează în timp atunci când sunt expuse la lumina soarelui. O echipă de oameni de știință din Statele Unite, China și Coreea de Sud a scris în ultimul număr al revistei "Natura" că au efectuat un tratament simplu pe suprafața celulelor solare perovskite, au rezolvat problema degradării și au curățat calea pentru aplicarea tehnologiei celulelor solare cu peliculă subțire. cel mai mare obstacol.

Perovskiții sunt un grup de materiale care au același aranjament atomic (structură cristalină) ca și oxizii minerali perovskiți. Perovskiții cu halogenuri metalice, unul dintre "membrii familiei", sunt pregătiți pentru marele lor potențial de aplicare în domeniul celulelor solare cu peliculă subțire de înaltă eficiență și de economisire a energiei. atenție. Celulele solare perovskite sunt mult mai ieftine de fabricat decât celulele solare pe bază de siliciu, dar au unul dintre cele mai mari dezavantaje - performanța lor se degradează atunci când sunt expuse la lumină pentru o lungă perioadă de timp. Dacă această problemă poate fi abordată în mod corespunzător, aceasta va ajuta tehnologia solară. "Zburați în casele oamenilor obișnuiți".

Yang Yang, șeful celor mai recente cercetări și profesor de știința și ingineria materialelor la Universitatea din California, Los Angeles, a explicat că pentru defectele celulelor solare, metoda comună de tratament folosită în prezent de oamenii de știință este de a depune un strat de ioni organici la suprafață pentru a face suprafața încărcată negativ. În timp ce acest tratament a fost conceput pentru a îmbunătăți eficiența de conversie a energiei celulelor solare perovskite, a permis, de asemenea, prea mulți electroni să se acumuleze pe suprafața celulei. Acest lucru destabilizează dispunerea ordonată a atomilor, făcând celulele solare perovskite din ce în ce mai puțin eficiente în timp, făcându-le în cele din urmă necomerciale.

În lumina acestei descoperiri, echipa a găsit o modalitate de a aborda degradarea bateriei prin asocierea ionilor încărcați pozitiv cu ioni încărcați negativ la suprafață, ceea ce a făcut ca electronii de suprafață să fie mai neutri și mai stabili.

Echipa a testat durabilitatea celulelor solare tratate în condiții care accelerează îmbătrânirea celulelor și în condiții care simulează lumina soarelui. Rezultatele au arătat că celulele și-au menținut 87% din eficiența inițială de conversie fotoelectrică timp de peste 2.000 de ore. În schimb, în aceleași condiții și pentru aceeași perioadă de timp, performanța celulelor solare netratate a scăzut la 65%.

"Celulele noastre solare perovskite sunt printre cele mai stabile în ceea ce privește eficiența raportată până în prezent, iar cele mai recente cercetări ale noastre pun bazele comercializării și adoptării pe scară largă a tehnologiei celulelor solare perovskite", au spus cercetătorii. Pe baza dezvoltării și perfecționării în continuare a acestei tehnologii, putem proiecta celule solare perovskite mai stabile."