Derzeit werden verschiedene Materialien erforscht, um deren Effizienz in Solarzellen zu verbessern. Diese Materialien haben großes Potenzial, werden aber aufgrund bestimmter Nachteile noch nicht kommerzialisiert. Perowskit-Filme sind ein solches Material. Eine aktuelle Studie hat gezeigt, dass die Beseitigung von Konkavitäten die Stabilität von Perowskit-Dünnschichten verbessern kann.
Forscher der Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) haben neue Erkenntnisse über die Mikrostruktur von Perowskit gewonnen. Zunächst entfernten sie die Vertiefungen von der Oberfläche der Perowskitkristalle. Die so hergestellte Solarzelle zeigte anschließend eine verbesserte Leistung bei Temperaturwechsel-, MPPT- und Feuchtwärmetests.
Dadurch konnten Wissenschaftler die Existenz und den Einfluss von solaren Vertiefungen auf einzelne Kristallkörner von Perowskit-Dünnschichten nachweisen. In ihrem kürzlich veröffentlichten Bericht behaupteten sie, dass die durch thermische Vergröberung hervorgerufenen Korngrenzen und die durch Kornverschmelzung verursachte biaxiale Zugspannung die Vertiefungen in Perowskitmaterialien auslösen.
Um zu verstehen, wie sich Oberflächenkonkavitäten auf Perowskitfilme auswirken, entfernte das Team diese mithilfe eines Tensidmoleküls, Kaliumtridecafluorhexan-1-sulfonsäure. Dadurch konnten sie beobachten, wie sich Spannung und Ionendiffusion während der Filmbildung verändern.
Dem Bericht zufolge zeigten diese Zellen eine deutliche Steigerung der Effizienz der Stromumwandlung. Außerdem wiesen sie eine hervorragende Beibehaltung der Effizienz auf. Dies wurde nach bestimmten Tests deutlich:
- Einwirkung feuchter Hitze (660 Stunden)
- Maximale Power Point Tracking-Lebensdauer (1,290 Stunden)
- ISOS-standardisierte Temperaturwechselprüfung (300 Zyklen)
Erfahren Sie, wie diese neuen Computerchips die Energieeffizienz von KI steigern können.
Nachdem Wissenschaftler erkannt hatten, dass das Entfernen von Konkavitäten die Stabilität von Perowskit-Dünnschichten verbessern kann, entdeckten sie, dass diese Konkavitäten die strukturelle Kontinuität an der Perowskit-Schichtoberfläche unterbrechen. Daher gibt es Pläne, dies zu verbessern.
Generell haben Perowskite das Potenzial, Siliziumzellen in verschiedenen Anwendungen zu ersetzen , doch ihre Langzeitstabilität unter Lichteinwirkung und Feuchtigkeit sowie ihre thermomechanischen Eigenschaften stellen nach wie vor eine Hürde dar.
