Er worden nog steeds verschillende materialen onderzocht die in zonnecellen gebruikt kunnen worden om hun efficiëntie te verbeteren. Deze hebben een groot potentieel, maar vanwege bepaalde nadelen worden ze niet gecommercialiseerd. Perovskietfilms zijn zo'n materiaal. In een recent onderzoek werd ontdekt dat het verwijderen van concaviteiten de stabiliteit in dunne perovskietfilms kan verbeteren.
Onderzoekers van de Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) hebben een nieuw inzicht verkregen in de microstructuur van perovskiet. Ze verwijderden eerst de holtes van het korreloppervlak van perovskietkristallen. De vervolgens geproduceerde zonnecel presteerde beter tijdens thermische cycli, MPPT-tests en tests met vochtige warmte.
Hierdoor hebben wetenschappers het bestaan en de impact van zonneconcaviteiten op individuele kristalkorrels van perovskietdunne films aangetoond. In hun recent gepubliceerde rapport stellen ze dat de korrelgrenzen die ontstaan door thermische korrelgroei en de biaxiale trekspanning die wordt veroorzaakt door korrelcoalescentie, de concaviteiten in perovskietmaterialen teweegbrengen.
Om te begrijpen hoe korreloppervlakconcaviteiten perovskietfilms beïnvloeden, verwijderde het team ze met behulp van een oppervlakteactieve molecule, tridecafluorohexaan-1-sulfonzuur kalium. Hierdoor konden ze observeren hoe tijdens de vorming van de films, spanning en ionendiffusie worden beïnvloed.
Volgens het rapport vertoonden deze cellen een significante toename in de efficiëntie van de omzetting van energie. Ook vertoonden ze een uitstekende retentie van de efficiëntie van de omzetting van energie. Dit was duidelijk na bepaalde tests:
- Blootstelling aan vochtige hitte (660 uur)
- Maximale powerpoint-trackingduurzaamheid (1,290 uur)
- ISOS-gestandaardiseerde thermische cycli (300 cycli)
Ontdek hoe deze nieuwe computerchips de energie-efficiëntie van AI kunnen verhogen.
Nadat ze begrepen dat het verwijderen van concaviteiten de stabiliteit in perovskiet dunne film kan verbeteren, ontdekten wetenschappers dat deze concaviteiten de structurele continuïteit bij de perovskiet film interface verbreken. Daarom zijn er plannen om hetzelfde te improviseren.
Perovskietcellen hebben over het algemeen het potentieel om siliciumcellen in diverse toepassingen te vervangen, maar hun stabiliteit op lange termijn onder invloed van licht en vochtigheid, evenals hun thermomechanische eigenschappen, blijven een obstakel.
Bron : Eliminatie van holtes in het korreloppervlak voor verbeterde interfaces van perovskiet dunne films
