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

Technik und Auswirkungen

„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.

Technik, Energie und Einsatz

Mit dem Raster trennen sie sich alle in die verschiedenen Löcher.“ Verlangsamung auch 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.

Technik und Auswirkungen

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.