Истраживачи постижу рекордну стабилност Перовскит соларног модула под светлошћу, топлотом и УВ стресом

Међународни истраживачки тим је постигао рекордну стабилност соларног модула од перовскита под утицајем светлости, топлоте и УВ стреса помоћу хемијске{0}}технологије пасивизације која је{1}}компатибилна са индустријом. Приметно је да је демонстрациони модул од 48 цм2 задржао око 95% своје почетне ефикасности након 5.000 х упијања светлости од 1 сунца и тачке максималне снаге (МПП).

„Кључна новина овог рада је увођење ко-стратегије инжињеринга кристала за дводимензионалне (2Д) перовските засноване на неутралним молекулима, а не на конвенционалним јонским гломазним катјонима,“ рекао је аутор кореспондент Наргес Иагхооби Ниа за пв магазин, додајући да је студија показала да је студија показала да је неутрална{3}лескуба{3} бензогванамин (БГА), може деловати као „коформатори за склапање у стехиометријску 2Д ко- фазу ко- перовскита кроз интермолекуларне интеракције уместо јонске размене.

Истраживачи су утврдили да је БГА селективно пасивизирао и халидне и катјонске слободне позиције у перовскитним композитним танким филмовима "формирајући јаке Луисове адукте и интермолекуларне везе", делујући као мултифункционални агенс.

„Ови 2Д перовскитни филмови засновани на БГА-ефикасно блокирају миграцију јона и избацивање испарљивих МА+ катјона под продуженим амбијенталним осветљењем“, рекли су истраживачи, додајући да стабилна 2Д фаза перовскита није променила оригиналну стехиометрију 3Д перовскита.

Такође је било ново коришћење не-поларних, индустријски-компатибилних растварача да би се избегло оштећење 3Д слоја, према Иагхооби Ниа.

Демонстрација третираних филмова у оптимизованим соларним ћелијама од перовскита резултирала је задржавањем ефикасности од преко 95% након 5.000 х намакања на 1 сунцу и МПП условима. Под тестовима термичког стреса, циљни уређај је имао преко 91% задржавања ефикасности након 5.000 х на 85 Ц и преко 98% задржавања ефикасности под 1.000 х континуираног излагања УВ зрачењу и праћења МПП-а у атмосферским условима.

Истраживачи су такође произвели модуле са активном површином до 48 цм² који су имали 18,5% ефикасности конверзије енергије и нивое стабилности изнад ИЕЦ/ИСОС комерцијалних захтева. Мале{3}}соларне ћелије су имале ефикасност од 23,4%.

„Наш метод ко{0}}инжењеринга кристала показује јасно побољшање ефикасности и стабилности у поређењу са претходно објављеним резултатима“, приметили су истраживачи. „Заједно, ови напредак директно решава једну од последњих великих препрека комерцијализацији перовскита: дугорочну-стабилност модула у реалним условима рада“, рекао је Иагхооби Ниа.

Што се тиче производности, процес инжињеринга ко{0}}кристала је дизајниран да буде компатибилан са постојећим процесима производње перовскита.

„Из перспективе процеса, то је један додатни корак таложења на врху стандардног 3Д слоја перовскита“, објаснио је Јагуби Ниа, додајући да не захтева сложену синтезу, високо{1}}обраду на високим температурама, кораке вакуума или нове капитално-интензивне алате. „Ово смањује баријеру за трансфер технологије на постојеће ПВ производне линије“, напоменула је она.

2Д ко-слој кристала се формира таложењем раствора из не-поларног растварача, након чега следи благо термичко жарење. „Важно је да је сложеност хемијска, а не технолошка. Иновација лежи у молекуларном дизајну и хемији међуфаза, а не у додатним производним корацима. Ово чини приступ веома атрактивним за повећање-размера и индустријско усвајање“, нагласио је Иагхооби Ниа

Истраживање је водио тим из Иритали Традинг Цомпани и Ецоле Политецхникуе Федерале де Лаусанне (ЕПФЛ), којима су се придружили истраживачи са Универзитета у Риму Тор Вергата, Института за структуру материје, Националне лабораторије Аргонне, Италија{0}}Греатцелл Солар.

Истраживачи су оценили да рад са БГА представља „револуционарно једињење за реализацију јединствених ко-кристалних нискодимензионалних- фаза перовскита коришћењем не-поларних растварача, што доводи до високо ефикасних и стабилних перовскитних уређаја.“

То је детаљно описано у „Ко-инжењерингу дводимензионалне фазе перовскита- за соларне модуле од перовскита са побољшаном ефикасношћу и стабилношћу“, објављеном у Натуре Енерги.