Perowskit-Solarzellen erreichen nach 1.200 Stunden bei 78°C eine Effizienz von 98%

Nun berichten Forscher , um Haltbarkeit zu verb

In Labortests behielten die Filme nach 1. bei 194°F unter beschleunigten Alterungsbedingungen 98 % ihrer Effizienz. Steuerung des Kristallwachstums Perowskite können als Flüssigkeiten oder Dämpfe verarbeitet werden, was sie einfacher herzustellen macht als Silizium.

Ihre Kristallstruktur kann jedoch in eine weniger nützliche Form übergehen, die Licht reflektiert, anstatt es zu absorbieren. Um dies zu beheben, fügten die Forscher der Präkursorlösung ein zweidimensionales Perowskit und Formamidiniumchlorid hinzu.

Das erste dient Template für Kristallwachstum,

„Das erste dient Template für Kristallwachstum, während das zweite Kristallisation reguliert.“ „Diese Forschung begann mit einer einfachen, aber hartnäckigen Frage: Können wir wirklich eine Solarzelle herstellen, die extrem stabil ist – eine, die niemals degradiert“, sagte Rabindranath Garai. „Diese Frage blieb bei uns Labor …

Es wurde klar, dass wir, wenn wir echte Stabilität wollten, nicht nur untersuchen konnten, wie sich das Material bildet, sondern auch verstehen mussten, wie es auseinanderfällt.“ Die Additive erzeugen einen Kompressionsstress im Kristallgitter und stabilisieren die schwarze Phase, die Sonnenlicht effizient absorbiert.

„Wenn es auf diese Weise verbunden ist, ist der Kristall großartig darin, Licht zu absorbieren – so großartig, dass er tatsächlich schwarz aussieht, weil das gesamte Licht, das ihn trifft, absorbiert wird“, sagte Isaac Metcalf.

Wir nennen dies die schwarze Kristallisationsphase,

„Wir nennen dies die schwarze Kristallisationsphase, und sie ist die einzige, die als Solarzelle nützlich ist.“ Formamidinium-basierte Perowskite leiden oft unter strukturellem Ungleichgewicht, was zu Instabilität führt.

Heizen kann dies vorübergehend beheben, aber die Struktur neigt dazu, nach dem Abkühlen wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Der neue Ansatz vermeidet diesen Zyklus, indem er das geordnete Kristallwachstum steuert und eine allmähliche Kristallisation ermöglicht.

„Man kann es sich vorstellen, als hätte man ein Raster von Löchern auf dem Boden und dann eine Handvoll Murmeln hineinwirft“, sagte Metcalf. „Wenn es kein Raster gibt, gehen die Murmeln überall hin.

Mit dem Raster trennen sie sich

Mit dem Raster trennen sie sich alle in die verschiedenen Löcher.“ Verlangsamung heraus, dass Chlor die Art und Weise verändert, wie das Material degradiert.

„Hier haben wir gezeigt, dass das Chlor tatsächlich in das Gitter eindringt und dadurch die Art und Weise verändert, wie das Material degradiert“, sagte Aditya Mohite. Anstatt dem üblichen niederenergetischen Zerfall degradiert das Material langsamer über einen höherenergetischen Pfad.

„Im Gegensatz zum konventionellen Degradationsweg über die gelbe Phase umgeht dieser koadditiven Ansatz diesen vollständig und führt eine alternative, energetisch aufsteigende Route ein“, sagte Garai. Die Filme zeigen auch größere, besser ausgerichtete Kristalle, wodurch Schwachstellen reduziert werden, an denen die Degradation beginnt.

Die Forscher testeten auf einmal bis

Die Forscher testeten auf einmal bis zu 100 Geräte mithilfe einer maßgeschneiderten Einrichtung. „Zuvor verließen wir uns auf eine Lampe und eine Heizplatte, mit denen wir nur ein Gerät nach dem anderen testen konnten“, sagte Faiz Mandani.

„Mit unserer neuen Degradationseinheit ... können wir jetzt bis zu 100 Geräte gleichzeitig testen.“ Die Ergebnisse könnten einen breiteren Einsatz ützen, die in Kombination mit Silizium eine Effizienz von über 30 % erreichen können. Die Studie wurde im Journal Science veröffentlicht.