Stabilizatori chimici salvează perovskitul – celule solare mai rezistente și mai eficiente

Cercetători din China, Franța și Macao au reușit să crească eficiența celulelor solare pe bază de perovskit la 26,74%, menținând totodată performanța acestora timp de peste 1.000 de ore sub lumină constantă , conform Interesting Engineering . Această descoperire adresează una dintre cele mai mari probleme ale tehnologiei: instabilitatea în timp , care până acum împiedica comercializarea pe scară largă a acestui tip promițător de panouri solare. Ce sunt celulele solare cu perovskit? Perovskitul este un material semiconductiv care promite eficiență ridicată la un cost de producție mult mai redus decât siliciul, utilizat în panourile fotovoltaice clasice. Problema majoră a acestui material o constituie însă degradarea internă cauzată de lumină și oxigen , care duce la scăderea performanței în doar câteva sute de ore. Soluția: protecție chimică inteligentă Cercetătorii au integrat în structura celulei un stabilizator de lumină din clasa aminelor steric-hindrede , folosit deja în industria plasticului. Acesta funcționează astfel: Sub lumină , amina formează un radical nitroxilic; Acest radical neutralizează superoxidele formate în interiorul stratului de perovskit; Se previne astfel distrugerea legăturilor dintre iodură de plumb și ionii organici. Un avantaj major al acestei metode este faptul că procesul este regenerativ , ceea ce înseamnă că stabilizatorul poate funcționa pe termen lung fără a fi consumat. Beneficii suplimentare – mai puține defecte, flux electric mai curat Pe lângă protecția chimică, stabilizatorul reușește și să: Lege chimic defectele de la granițele cristalelor , locuri unde se pierde energie; Crească dimensiunea cristalelor , rezultând o structură mai uniformă; Scadă pierderile neradiative și prelungească durata de viață a purtătorilor de sarcină . Rezultatele: eficiență record și durabilitate remarcabilă Celulele realizate cu această metodă au fost testate fără a fi încapsulate , adică fără protecție fizică suplimentară, și au menținut peste 95% din performanța inițială după 1.000 de ore de expunere continuă la lumină . Parametru Valoare obținută Eficiență de conversie 26,74% (certificată) Timp de testare 1.000 ore sub iluminare continuă Pierdere de performanță Sub 5% Condiții de fabricație Aer ambient Protecție suplimentară Nu (fără încapsulare) Aceste rezultate reprezintă un pas semnificativ spre comercializarea celulelor cu perovskit , în special pentru aplicații precum panouri integrate în clădiri sau module hibride împreună cu siliciu. Impact mai larg și potențial extins Studiul sugerează că strategia de protecție chimică aplicată aici ar putea fi utilizată și în alte domenii care implică materiale sensibile la lumină, cum ar fi LED-urile sau fotodetectorii. Autorii cercetării afirmă că soluția propusă este ușor de integrat în procesele actuale de fabricație și nu presupune costuri suplimentare semnificative. Studiul complet a fost publicat în jurnalul științific eScience . [...]