Мащабирането на перовскитните слънчеви модули е предизвикателство
(снимка: OIST)
Мини перовскитен слънчев модул, базиран на еднородни и плътни перовскитни филми с голяма площ и плътност, с дебелина повече от един микрометър са разработили изследователи от Технологичния институт в Окинава (OIST), Япония.
Двата модула с размери 5×5 cm² и 10×10 cm² и ефективност съответно 14,55% и 10,25% разчитат на „перовскитни слоеве с висока кристалинност, големи размери на зърната и малка повърхностна грапавост”, съобщи GreenTech.bg.
Според учените, първото устройство е способно да работи 1600 часа при повече от 80% от тази ефективност. По-големият модул е успял да поддържа „високи нива на ефективност” за над 1100 часа.
„Мащабирането е предизвикателство, защото с увеличаване на размера на модулите е по-трудно да се получи равномерен слой перовскит и тези дефекти стават по-изразени”, каза изследователят Гуокинг Тонг от OIST. „Искахме да намерим начин за изработване на големи модули, които да се справят с тези проблеми”.
При по-големите перовскитни модули перовскитните филми често се развиват с повече дефекти и дупки. Този проблем може да бъде решен само чрез увеличаване на дебелината на филма. Това е било постигнато чрез разтваряне на висока концентрация на оловен йод – който е един от прекурсорите, обикновено използвани в перовскитните клетки за подобряване на тяхната ефективност и стабилност – при образуването на перовскитния филм.
Двата мини перовскитни слънчеви модула, разработени от японски учени
(снимка: OIST)
Към разтвора е добавен амониев хлорид (NH4Cl) – бяла кристална сол, която е силно разтворима във вода, за да се увеличи разтворимостта на оловния йод. „Това позволи оловният йод да се разтвори по-равномерно в органичния разтворител, което доведе до направата на по-равномерен перовскитен филм с много по-големи зърна и по-малко дефекти”, обясняват японските учени. „По-късно амонякът беше отстранен от перовскитния разтвор, намалявайки нивото на примеси в перовскитния филм”.
В предишни изследвания, проведени от OIST, бе използвана „тунелна сканираща микроскопия”, за да се наблюдава естеството на структурните дефекти в перовскитния материал на слънчевите клетки.
До момента са предложени много и различни подходи за решаването на проблема, включително „лечебни” дефекти чрез внимателно управлявано излагане на топлина и светлина, използване на калиев разтвор за ограничаване на движението на йоните, породено от дефектите, както и вмъкване на допълнителни слоеве в клетката.