Китайски учени съобщиха за голям напредък в повишаването както на ефективността, така и на стабилността на перовскитните слънчеви клетки, стъпка, според изследователите, която може да помогне за приближаването на обещаващата технология до широкомащабна промишлена употреба.
Екип, ръководен от You Jingbi, професор от Института по полупроводници на Китайската академия на науките, заяви, че е идентифицирал добавка, която може да повиши ефективността на преобразуване на енергията на перовскитните слънчеви клетки до 27,2 процента. Устройствата също така запазиха 86,3 процента от първоначалната си ефективност след непрекъсната работа в продължение на 1529 часа, около 63 дни, при максимална мощност при стандартна слънчева светлина – знак за подобрена издръжливост. Констатациите бяха публикувани наскоро в списание Science.
Перовскитните слънчеви клетки привлякоха глобален интерес като фотоволтаична технология от следващо поколение, защото са евтини за производство и са постигнали бързи печалби в производителността. Тяхната ефективност се повиши от 3,8 процента на 26 процента само за 16 години, доближавайки се до тази на конвенционалните, но скъпи монокристални силициеви клетки. Въпреки това остава разлика между текущата производителност и теоретичната граница, до голяма степен защото е трудно да се създадат перовскитни тънки филми, които са едновременно висококачествени и стабилни.
Изследователите установиха, че когато се използва обичайна добавка – метиламониев хлорид – хлоридът има тенденция да се натрупва неравномерно близо до повърхността на филма. Докато добавката помага за забавяне на растежа на кристалите и образуване на полезни междинни състояния, неравномерното разпределение нарушава плавния поток на електрически заряди през материала.
За да разреши това, екипът въведе оксалати на алкални метали по време на растежа на филма. Съединенията спомагат за свързването на калиеви йони с хлоридни йони, предотвратявайки произволната миграция на хлора и гарантирайки, че той се разпространява равномерно във филма. Това произвежда перовскитни слоеве с продължителност на живота на носителя до 20 микросекунди – индикатор за това колко дълго могат да се движат зарядите, преди да се рекомбинират – и намалена плътност на дефекта от 10¹³ на кубичен сантиметър.
Проучването казва, че е необходима допълнителна работа за намаляване на дефектите в заровения интерфейс, по-дълбок слой, където се срещат материалите, за да се повиши ефективността и да се поддържа дългосрочна стабилност. Продължаващият напредък, казаха изследователите, може да ускори пътя към търговското внедряване на перовскитни слънчеви клетки.