Forskare presenterar ny molekylär behandling för att förbättra prestanda och livslängd hos perovskitsolceller

StockholmForskare vid Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) har upptäckt en ny metod för att förbättra prestanda och hållbarhet hos perovskit-solceller. De använde en speciell behandling med aminosilanföreningar som markant förbättrar cellernas kvalitet och effektivitet.

Perovskitsolceller är en ny teknik för att omvandla solljus till elektricitet. Till skillnad från de vanliga kiselbaserade solcellerna kan perovskitceller absorbera ljus och omvandla det mer effektivt tack vare deras unika kristallstruktur. Däremot har de ofta problem med stabilitet och defekter. Teamet vid HKUST arbetade med en metod kallad passivering, som hjälper till att åtgärda dessa defekter och gör materialet mer stabilt.

De viktigaste punkterna i deras resultat inkluderar följande:

• Användning av molekyler från amino-silanfamiljen för passivering.
• Förbättring av fotoluminiscens kvantutbyte (PLQY), vilket indikerar färre materialdefekter.
• Högt öppet kretsspänning och effektivitet över olika bandgap.
• Betydande hållbarhet, med hög prestanda bibehållen efter 1 500 timmars testning.

Teamet upptäckte att användningen av olika typer av aminer (primära, sekundära och tertiära) och deras blandningar kan avsevärt förbättra kvaliteten på perovskitfilmer. De använde både "ex-situ" och "in-situ" metoder för att undersöka hur dessa molekyler samverkar med perovskiter och identifierade vilka som bäst förstärker PLQY. Kort sagt, färre defekter leder till bättre effektivitet och hållbarhet.

Läs också:

Idag · 02:28

Avslöjar hur arktiskt damm påverkar molnbildning och snabbare uppvärmning i Arktis

Denna nya passiveringsmetod förbättrar inte bara prestandan utan är också kompatibel med nuvarande tillverkningsprocesser. Den påminner om den HMDS-primeringsprocess som används i halvledartillverkning, vilket visar att den enkelt kan anpassas för storskalig produktion.

Benchmarking avslöjade att deras resultat är i toppklass, med höga öppna kretslopp-spänningar och låg fotospänningsförlust. Deras bäst presterande celler bibehöll hög effektivitet och kraftkonvertering även efter långa åldringstester. Detta är viktigt eftersom att behålla effektiviteten över tid är avgörande för kommersiell framgång.

Denna metod kan bidra till att skapa bättre tandemsolceller. Dessa solceller har flera lager som gör att de kan absorbera mer solljus. Aminosilanbehandlingen kan göra dessa solceller mer stabila och effektiva, vilket underlättar deras breda användning.

Teamets samarbete med experter från Oxford University och University of Sheffield gör deras resultat ännu viktigare och mer användbara. Denna upptäckt kan leda till mer effektiva, hållbara och prisvärda perovskitsolceller, vilket kan bidra till att förbättra teknologin för förnybar energi.