Com resoldre el problema de degradació del rendiment de les cèl·lules solars de perovskita?

Les cèl·lules solars de perovskita prometen una millor eficiència de conversió fotoelèctrica, però pateixen d'un dels majors inconvenients: el seu rendiment es degrada amb el temps quan s'exposa a la llum solar. Un equip de científics dels Estats Units, la Xina i Corea del Sud va escriure en l'últim número de "Nature" que havien realitzat un tractament senzill a la superfície de les cèl·lules solars de perovskita, van resoldre el problema de la degradació i van aclarir el camí per a l'aplicació de la tecnologia de cèl·lules solars de pel·lícula prima. El principal obstacle.

Les perovskites són un grup de materials que tenen la mateixa disposició atòmica (estructura cristal·lina) que els òxids de perovskita mineral. Les perovskites d'halur metàl·lic, un dels "membres de la família", estan preparades per al seu gran potencial d'aplicació en el camp de les cèl·lules solars d'alta eficiència i estalvi d'energia. atenció. Les cèl·lules solars de perovskita són molt més barates de fabricar que les cèl·lules solars basades en silici, però tenen un dels majors inconvenients: el seu rendiment es degrada quan s'exposa a la llum durant molt de temps. Si aquest problema es pot abordar correctament, ajudarà a la tecnologia solar. "Vola a les cases de la gent comuna".

Yang Yang, cap de l'última investigació i professor de ciència i enginyeria de materials a la Universitat de Califòrnia, Los Angeles, va explicar que per als defectes de les cèl·lules solars, el mètode de tractament comú que utilitzen actualment els científics és dipositar una capa d'ions orgànics a la superfície per fer que la superfície es cobri negativament. Si bé aquest tractament va ser dissenyat per millorar l'eficiència de conversió d'energia de les cèl·lules solars de perovskita, també va permetre que s'acumulessin massa electrons a la superfície de la cèl·lula. Això desestabilitza la disposició ordenada dels àtoms, fent que les cèl·lules solars de perovskita siguin cada vegada menys eficients amb el temps, fent-les en última instància no comercials.

A la llum d'aquest descobriment, l'equip va trobar una manera d'abordar la degradació de la bateria mitjançant l'aparellament d'ions carregats positivament amb ions carregats negativament a la superfície, el que va fer que els electrons de la superfície més neutres i estables.

L'equip va provar la durabilitat de les cèl·lules solars tractades en condicions que acceleren l'envelliment cel·lular i en condicions que simulen la llum solar de tot el temps. Els resultats van mostrar que les cèl·lules van mantenir el 87% de la seva eficiència inicial de conversió fotoelèctrica durant més de 2.000 hores. En canvi, en les mateixes condicions i durant el mateix període de temps, el rendiment de les cèl·lules solars no tractades va caure al 65%.

"Les nostres cèl·lules solars de perovskita es troben entre les més estables en eficiència reportades fins ara, i la nostra última investigació estableix les bases per a la comercialització i l'adopció generalitzada de la tecnologia de cèl·lules solars de perovskita", van dir els investigadors. Sobre la base de seguir desenvolupant i perfeccionant aquesta tecnologia, podem dissenyar cèl·lules solars de perovskita més estables".