Forrás: pv-magazin
Julian Steele vezetésével, a KU Leuven Egyetemen működő nemzetközi kutatócsoport állítása szerint kifejlesztett egy eljárást a PV alkalmazásának egyik legígéretesebb perovszkite anyagának: a CsPbI3 hőstabilitásának javítására.
"A perovskite napelemek kereskedelmi forgalomba hozatalának egyik legnagyobb akadálya instabilitása" - mondta Steele. "Összetevőik költsége alacsony, hatékonyságuk gyorsan növekszik, stabilitása azonban továbbra is problémás."
Az eddig felfedezett perovskite-variánsok kémiailag érzékenyek. A levegőnek, a nedvességnek, a fénynek és a hőnek való kitettség megváltoztathatja kémiai kötéseiket és lebonthatja őket. Steele szerint a cézium beépítése a CsPbI3 készítménybe robusztusabbá teszi az anyagot, de fázisstabilitást idéz elő, új kérdést vetve fel a napelemek gyártóival kapcsolatban, hogy a molekulák bármikor megváltoztatják-e az elrendezést.
A polimorfizmus, amint ismert, zavaró a gyártók számára. A Celsius-fok hőmérséklete több mint 320 ° C-on a CsPbI3 kristályos struktúrát vesz fel, amely feketévé és átlátszatlanná teszi; szobahőmérsékleten amorf konfigurációt folytat, amely sárgás színű. Ez utóbbi forma jelentősen csökkenti a fényelnyelést és azon napelemek hatékonyságát, amelyekbe az anyag beépül.
A CsPbI3 fázisátalakulását irányító folyamat évekig nem volt világos. A kutatóknak sikerült bevezetniük a kristályos fázist azáltal, hogy új kémiai vegyületeket építenek be a perovskite-rétegekbe, vagy megváltoztatják a kristályok méretét, amelyekből azok készültek. Még senkinek sem sikerült megmagyaráznia, miért működnek ezek a trükkök. Az ismétlődő rejtvény azzal kapcsolatos, hogy az azonos körülmények között hőkezelt rétegek miért válnak időnként sárgára és néha feketére, amikor szobahőmérsékletre hűlnek.
Magasfeszültség
A franciaországi Grenoble-ban, az európai szinkrotron sugárzási létesítményben végzett mérések nemrégiben azonosítottak egy olyan jelöltet, amely fázisátmenetet hajthat végre: az a szubsztrátum, amelyen a perovszkite réteg lerakódik.
A Science egyik cikkében Steele kifejtette a perovskite réteg és az üvegfelület közötti csatlakozást, amelyre ráviszik, feszültséget okozhat a rétegben, amely képes összekötni a kívánt fázist.
A három kontinensen 11 kutatóközpont kutatóit bevonó tanulmány szerint a perovszkit és a szubsztrátum közötti felület, amely a magas hőmérsékleten történő hevítés során képződik, még a környezeti hőmérsékletre való visszatérés után is megmarad. Ha a hőmérséklet-csökkenés elég meredek, akkor a perovskite meg tudja őrizni az interfész kristályhálóját, és alkalmazkodni tud hozzá.
A perovskite réteg hevítés közben "harmonikaként" kinyúlik - mondta Steele. A vezető kutató hozzátette: „Hűtéskor ez a réteg megpróbálja újra összenyomódni, de a hordozóval kialakított felület meghosszabbítja. Kutatásunkban bebizonyítottuk, hogy ez a perovskites réteg és a szubsztrátum közötti feszültség kihasználható a kristályos fázis stabilizálására, amely a fekete perovskites rétegeket képezi. ”
