Ny forskning: Begränsningar hos prisvärda material för perovskitsolceller avslöjas med ESR-metod.

StockholmForskare vid universitetet i Tsukuba har undersökt kostnadseffektiva material som används i perovskitsolceller genom en metod som kallas elektronspinnresonans (ESR). Denna teknik gjorde det möjligt för dem att identifiera viktiga orsaker till cellernas prestandabegränsningar. Även om dessa solceller kan transportera laddningar snabbt på vissa platser, påverkas deras effektivitet negativt av vissa interna processer.

Perovskitsolceller anses vara ett lovande framtida solcellsteknik eftersom de effektivt omvandlar ljus till elektricitet. Huvudsyftet med denna studie är att hitta ett billigare och enklare alternativ till spiro-OMeTAD, ett dyrt och komplext håltransportmaterial. Forskarna har utvecklat ett nytt material kallat HND-2NOMe, som har en plan molekylstruktur som möjliggör effektiv laddningsöverföring. Dock har solceller med HND-2NOMe fortfarande vissa prestandaproblem, främst genom att de uppvisar lägre strömuttag.

Undersökningen ledde till intressanta insikter:

• En energibarriär uppstår vid perovskit/HND-2NOMe-gränssnittet när det inte finns någon belysning.
• Denna barriär hindrar flödet av hål, vilket resulterar i försämrad prestation.
• Trots detta visar cellerna minskad ackumulering av hål när de utsätts för ljus, vilket förbättrar deras stabilitet.

Läs också:

Idag · 03:00

Patagoniens glaciärsköld hotad: klimatförändringens påverkan utan minskade utsläpp

Studien visar sambandet mellan materialkostnader och verkningsgraden hos solceller. Utan ljus bildas en energibarriär, vilket pekar på behovet av att förbättra hur materialen kopplas samman för bättre funktion. Intressant nog minskar ansamlingen av hål när cellerna utsätts för ljus, vilket kan bidra till mer långlivade solceller, något som är viktigt för kommersiell försäljning.

Genom att förstå de grundläggande begränsningarna hos de material som används, kan forskare avgöra vilka justeringar som behövs för att förbättra perovskitsolceller. Att tillämpa denna kunskap på tillverkningsprocessen kan hjälpa till att bibehålla effektiviteten samtidigt som man minskar produktionskostnaderna. När forskningen går framåt är det viktigt att identifiera och lösa eventuella problem som hindrar cellerna från att fungera optimalt. Detta kommer att göra perovskitceller till ett mer hållbart energival globalt. Framsteg inom detta område kan sänka kostnaderna för förnybar energi och uppmuntra fler länder att anta hållbara metoder.