Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) de la Departamentul de Energie al SUA a dezvoltat o celulă solară de perovskit care este foarte eficientă și stabilă.
NREL raportează că o structură arhitecturală unică a făcut posibil ca oamenii de știință să înregistreze cea mai mare eficiență stabilizată de 24% sub iluminarea unei singure raze, conform descoperirilor lor.
Celula și-a păstrat, de asemenea, 87% din eficiența inițială după 2.400 de ore de funcționare la 55 de grade Celsius.
„Unii oameni pot demonstra că perovskiții au stabilitate ridicată, dar eficiența este mai mică”, a spus Kai Zhu, om de știință la NREL. „Ar trebui să aveți o eficiență ridicată și o stabilitate ridicată simultan. Este o provocare.”
În loc să folosească arhitectura „normală” care a dat cea mai mare eficiență până acum, cercetătorii au folosit o arhitectură inversată. Există o diferență semnificativă între cele două tipuri în funcție de modul în care straturile sunt depuse pe substratul de sticlă.
NREL spune că perovskiții inversați sunt cunoscuți pentru stabilitatea lor ridicată și capacitatea de a se integra în celulele solare tandem și au adăugat, de asemenea, o nouă moleculă la suprafața lor, 3-(Aminometil)piridină (3-APy).
Un câmp electric de suprafață a fost creat atunci când molecula a reacționat cu formamidinium din perovskit.
„Asta ne-a oferit brusc un impuls uriaș nu numai al eficienței, ci și al stabilității”, a spus Zhu.
Oamenii de știință au raportat că ingineria suprafețelor reactive 3-APy poate îmbunătăți eficiența unei celule inversate de la mai puțin de 23% la mai mult de 25%.
Cercetătorii au descoperit că ingineria suprafețelor reactive a oferit o îmbunătățire semnificativă a performanței celulelor inversate.
Munca echipei NREL a fost realizată în colaborare cu oameni de știință de la Universitatea din Toledo, Universitatea din Colorado Boulder și Universitatea din California San Diego.
Lucrarea lor, „Reacția la suprafață pentru celule solare perovskite inversate eficiente și stabile”, a fost publicată în revista Nature.
Într-un experiment anterior, cercetătorii NREL au descoperit că o celulă perovskită de staniu-plumb ar putea depăși problemele de stabilitate și îmbunătăți eficiența, cu o eficiență de conversie de 25,5%.
De atunci, totuși, Dongchen Lan și Martin Green de la UNSW Sydney au descoperit că celulele solare perovskite sunt susceptibile la provocări severe de polarizare inversă, dincolo de cele ale celulelor tradiționale de siliciu, amenințând potențial comercializarea tehnologiei.