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 an der Hongkong Universität für Wissenschaft und Technologie (HKUST) haben neue Einblicke in die Mikrostruktur von Perowskit gewonnen. Sie entfernten zunächst die Konkavitäten von der Kornoberfläche der Perowskitkristalle. Anschließend wurde die Solarzelle vorbereitet. schnitt bei Temperaturwechsel-, MPPT- und Feuchte-Wärme-Tests besser ab.
Dadurch haben Wissenschaftler die Existenz und den Einfluss solarer Konkavitäten auf einzelne Kristallkörner von Perowskit-Dünnschichten aufgedeckt. In ihrem kürzlich veröffentlichten Bericht behaupteten sie, dass die durch thermische Vergröberung und durch Kornkoaleszenz verursachte biaxiale Zugspannung induzierte Korngrenze Auslösen der Konkavitäten in Perowskit-Materialien.
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)
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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.
Im Allgemeinen hat Perowskit die Potenzial zu ersetzen Siliziumzellen in verschiedenen Anwendungen, aber ihre Langzeitstabilität gegenüber Licht und Feuchtigkeit sowie ihre thermomechanischen Bedingungen bleiben ein Hindernis.
