Hur löser man problemet med prestandanedbrytning av perovskitsolceller?

Perovskit-solceller håller löfte om förbättrad fotoelektrisk omvandlingseffektivitet, men de lider av en av de största nackdelarna - deras prestanda försämras med tiden när de utsätts för solljus. Ett team av forskare från USA, Kina och Sydkorea skrev i det senaste numret av "Nature" att de hade utfört en enkel behandling på ytan av perovskitsolceller, löst problemet med nedbrytning och banat väg för tillämpningen av tunnfilmssolcellsteknik. det största hindret.

Perovskiter är en grupp material som har samma atomarrangemang (kristallstruktur) som mineralen perovskitoxider. Metallhalogenidperovskiter, en av "familjemedlemmarna", är förberedda för sin stora applikationspotential inom högeffektiva och energibesparande tunnfilmssolceller. uppmärksamhet. Perovskitsolceller är mycket billigare att tillverka än kiselbaserade solceller, men de har en av de största nackdelarna – deras prestanda försämras när de utsätts för ljus under lång tid. Om detta problem kan åtgärdas ordentligt kommer det att hjälpa soltekniken. "Flyg in i vanliga människors hem".

Yang Yang, chef för den senaste forskningen och professor i materialvetenskap och teknik vid University of California, Los Angeles, förklarade att för solcellsdefekter är den vanliga behandlingsmetoden som för närvarande används av forskare att deponera ett lager organiska joner på ytan för att göra ytan negativt laddad. Medan denna behandling utformades för att förbättra energiomvandlingseffektiviteten hos perovskitsolceller, tillät den också för många elektroner att ackumuleras på cellens yta. Detta destabiliserar det ordnade arrangemanget av atomer, vilket gör perovskitsolceller mindre och mindre effektiva med tiden, vilket i slutändan gör dem okommersiella.

Mot bakgrund av denna upptäckt hittade teamet ett sätt att hantera nedbrytningen av batteriet genom att para ihop positivt laddade joner med negativt laddade joner på ytan, vilket gjorde ytelektronerna mer neutrala och stabila.

Teamet testade hållbarheten hos de behandlade solcellerna under förhållanden som påskyndar cellens åldrande och under förhållanden som simulerar solljus i alla väder. Resultaten visade att cellerna behöll 87% av sin ursprungliga fotoelektriska omvandlingseffektivitet i mer än 2 000 timmar. Under samma förhållanden och under samma tid sjönk däremot prestandan hos de obehandlade solcellerna till 65 procent.

"Våra perovskitsolceller är bland de mest stabila i effektivitet som rapporterats hittills, och vår senaste forskning lägger grunden för kommersialisering och utbredd användning av perovskitsolcellsteknik", säger forskarna. På grundval av att vidareutveckla och finslipa denna teknik kan vi designa stabilare perovskitsolceller."