Hybridperowskite sind Materialien aus Metallhalogenidgerüsten, die mit organischen Kationen durchsetzt sind. Sie nach sich ziehen im Bezirk jener Solarenergie aufgrund ihrer Lichtsammelkapazität in Komposition mit niedrigen Herstellungskosten großes Motivation geweckt, welches Perowskit-Solarzellen (PSCs) zu erstklassigen Kandidaten pro den Substitut aktueller Silizium-basierter Geräte macht. Perowskite zeigen zweitrangig ein großes Potenzial in einer Schlange von Anwendungen, darunter Leuchtdiode-Leuchten, Laser und Fotodetektoren.
Eines jener Hindernisse hinaus dem Weg zur Vermarktung von Perowskit-Solarzellen ist ihre Betriebsstabilität, die sie im Gegensatz zu schon hinaus dem Markt befindlichen Photovoltaik-Technologien benachteiligt. Dies ist insbesondere im Kontext Mischhalogenid-Perowskiten ein Problem, die ideale Materialien pro Tandem-Solarzellen und emissionsabstimmbare LEDs sind, da sie eine hohe Zusammensetzungsflexibilität mit optoelektronischer Leistung kombinieren.
Perowskite mit gemischten Halogeniden weisen zweitrangig große Bandlücken hinaus, eine Faktor, die sich hinaus die Kraft auswirkt, die ein photovoltaisches Werkstoff zur Stromproduktion gesucht. Gewiss in den meisten gemischten Halogenid-Perowskiten kann Licht ein Phänomen namens „Halogenphasensegregation“ verursachen, im Kontext dem die Inhaltsstoffe in Regionen mit unterschiedlichem Halogenidgehalt „entmischen“. Selbige Entmischung kann während jener Betriebslebensdauer einer Solarzelle zu erheblichen Effizienzproblemen zur Folge haben. Ihre Problemlösung ist von dort entscheidend pro den Lorbeeren jener Perowskit-Technologie, insbesondere pro Solarzellen mit einer sogenannten Tandemkonfiguration, im Kontext jener Perowskite mit gemischten Halogeniden und breiter Bandlücke üblicherweise in Komposition mit einem zweiten Perowskit mit weniger bedeutend Bandlücke oder einer Siliziumzelle verwendet werden.
Ein Forscherteam jener School of Basic Sciences jener EPFL hat nun eine Methode entwickelt, die sowohl die Leistungsumwandlungseffizienz wie zweitrangig die Stabilität von Solarzellen hinaus Sockel von reinem Jodid sowie Perowskiten mit gemischten Halogeniden verbessert und synchron die Halogenid-Phasensegregation in letzteren unterdrückt. Die Wissenschaft wurde von den Gruppen jener Professoren Michael Gratzel und Ursula Rothlisberger an jener EPFL durchgeführt und von Dr. Essa A. Alharbi und Dr. Lukas Pfeifer geleitet.
Dasjenige Verfahren behandelt PSCs mit zwei Alkylammoniumhalogenid-Modulatoren, die zusammenwirkend funktionieren, um die Solarzellenleistung zu verbessern. Die Modulatoren wurden wie Passivatoren verwendet, Verbindungen, die zur Milderung von Defekten in Perowskiten verwendet werden, die ferner die oben genannten Abbauwege fördern.
In dieser Studie waren die Forscher in jener Position, die beiden Modulatoren zu verwenden, um die Halogenidsegregation zu stoppen und damit den Sturz jener Leistungsumwandlungseffizienz, jener im Kontext jener Langzeitverwendung von PSCs beobachtet wird, erheblich zu reduzieren.
Welcher neue Prozedur führte zu Leistungsumwandlungseffizienzen von 24,9 % pro eine Perowskit-Zusammensetzung (a-FAPbI3) und 21,2 % pro die andere (FA65MA35Pb(I65Br35)3). Etwa 90 % bzw. 80 % jener anfänglichen Wirkungsgrade wurden nachdem 1200 bzw. 250 Zahlungsfrist aufschieben Dauerbetrieb einbehalten. Die Autoren schreiben: „Während wir uns mit dem kritischen Stabilitätsproblem befassen, stellen unsrige Ergebnisse zusammensetzen wichtigen Schrittgeschwindigkeit in Richtung weit angelegter praktischer Anwendungen von PSCs dar.“
Forschungsbericht: Kooperative Passivierung von Perowskit-Solarzellen durch Alkyldimethylammoniumhalogenid-Amphiphile
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Eidgenössische Technische Universität Lausanne
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