Alternatief materiaal voor het maken van goedkopere zonnepanelen

Perovskiet, een mineraal uit de oxidegroep, kan als optie worden gebruikt om fotovoltaïsche panelen te bouwen met bijna perfecte prestaties, zeggen onderzoekers.

Deze grondstof is een goedkoper alternatief voor silicium voor de productie van opto-elektronische apparaten zoals zonnecellen en leds.

Een betaalbaar alternatief voor het bouwen van zonnepanelen

De onderzoekers rapporteerden in een onderzoek waarin ze een organisch molecuul als een “sjabloon” gebruikten om perovskietfilms naar de gewenste fase te leiden terwijl ze zich vormen.

Er zijn veel verschillende perovskieten, die het resultaat zijn van verschillende combinaties van elementen. Het onderzoek richtte zich op het gebruik van formamidinium, dat een verbinding creëert die thermisch stabiel is en niet ver van geschikt voor fotovoltaïsche toepassingen.

Om deze redenen zijn er inspanningen geleverd om perovskiet-zonnecellen te ontwikkelen voor commerciële distributie. De verbinding kan echter in twee enigszins verschillende fasen bestaan, waarbij de ene fase leidt tot uitstekende fotovoltaïsche prestaties en de andere tot een zeer lage energieproductie.

Recente oplossingen om het materiaal bij lagere temperaturen in de gewenste fase te houden, omvatten de toevoeging van verschillende positieve en negatieve ionen aan de verbinding. Dit was succesvol en leidde tot het opnemen van fotovoltaïsche apparaten, maar er zijn nog steeds lokale stroomverliezen.

Er was weinig bekend over dit proces waarom de toevoeging van deze ionen de algehele stabiliteit verbeterde. Verder is de structuur van het resulterende perovskiet niet bekend. Er was een algemene consensus dat wanneer mensen deze materialen stabiliseren, ze een ideale kubische structuur zijn. Maar wat we hebben laten zien, is dat als je al deze andere dingen toevoegt, ze helemaal niet kubisch zijn, ze zijn heel licht vervormd. Er is een zeer subtiele structurele vervorming die enige stabiliteit geeft bij kamertemperatuur.

Met deze methode kunnen we de gewenste band bereiken omdat we niets extra’s aan het materiaal toevoegen, het is gewoon een sjabloon die leidt tot de vorming van een film met een vervormde structuur en de resulterende film is extreem stabiel.

De onderzoekers hopen dat deze studie de stabiliteit en prestaties van perovskiet zal helpen verbeteren. Zijn volgende onderzoeksstappen zullen gericht zijn op het integreren van deze benadering in prototypes van apparaten, om te onderzoeken hoe deze techniek kan helpen om perfecte perovskiet-fotovoltaïsche cellen te bereiken.