Източник: pv-списание
Международен екип от изследователи, ръководен от Джулиан Стийл от белгийския университет KU Leuven, твърди, че е разработил процес за подобряване на термичната стабилност на един от най-обещаващите перовскитни материали за PV приложение: CsPbI3.
„Една от най-големите пречки за търговското разполагане на перовскит слънчеви клетки е тяхната нестабилност“, каза Стийл. „Цената на техните съставки е ниска, ефективността им нараства, но стабилността им остава проблемна.“
Всички открити до момента варианти на перовскит са химически чувствителни. Излагането на въздух, влага, светлина и топлина може да промени химическите им връзки и да ги влоши. Стийл каза, че включването на цезий във формулировката на CsPbI3 прави материала по-здрав, но също така въвежда фазова нестабилност, което поражда нова грижа за производителите на слънчеви клетки за това дали молекулите ще променят разположението си по всяко време.
Полиморфизмът, както е известно, смущава производителите. При повече от 320 градуса по Целзий, CsPbI3 приема кристална структура, която я прави черна и непрозрачна; при стайна температура възобновява аморфна конфигурация, която му придава жълтеникав цвят. Последната форма значително намалява поглъщането на светлина и ефективността на всяка слънчева клетка, в която материалът ще бъде вграден.
Години наред процесът, управляващ фазовата трансформация в CsPbI3, беше неясен. Изследователите успяха да наложат кристална фаза чрез включване на нови химични съединения в своите слоеве от перовскити или чрез промяна на размера на кристалите, от които са съставени. Все още обаче никой не е успял да обясни защо тези трикове действат. Повтарящият се пъзел се отнася до това защо слоевете, които се отгряват при идентични условия, понякога пожълтяват, а понякога черни, когато се охладят до стайна температура.
Високо напрежение
Измерванията, проведени в Европейското съоръжение за синхронно излъчване в Гренобъл, Франция, наскоро идентифицират кандидат, който може да задейства фазов преход: субстратът, върху който е отложен слой перовскит.
В статия в Science Steele обясни, че връзката между перовскитовия слой и стъклената повърхност, върху която е нанесена, може да доведе до напрежение в слоя, което е в състояние да свърже желаната фаза в резултат.
Според проучването, в което участват учени от 11 изследователски центъра на три континента, интерфейсът между перовскит и субстрат, който се образува при отгряване при висока температура, остава дори след връщане към температурата на околната среда. Ако спадът на температурата е доста стръмен, перовскитът може да запази кристалната мрежа на интерфейса и да се адаптира към нея.
Слоят перовскит се простира „като акордеон“ при нагряване, каза Стийл. Водещият изследовател добави: „Когато се охлади, този слой се опитва отново да се компресира, но интерфейсът, който е образувал със субстрата, го поддържа разширен. Доказахме в нашето проучване, че това напрежение между слоя перовскити и субстрата може да се използва за стабилизиране на кристалната фаза, което прави черните перовскитни слоеве. "
