Ook deze onderzoekers beloofden stabielere perovskietcellen (afb: UCLA/Shaun Tan)
Al jaren wordt ‘gedreigd’ met de komst van een zonnecel die de bestaande kiezelcellen met vlag en wimpel verslaat, maar tot nog toe is dat niet gebeurd. Dat heeft alles te maken met de instabiliteit van de ‘veelbelovende’ perovskietcellen. Nu schijnt daar een oplossing voor te zijn, al moet nog maar worden afgewacht of dat werkelijk zo is. Al eerder zijn dat soort uitspraken gedaan, zonder dat dat de succesvolle introductie van dat type zonnecellen tot gevolg had.
Door niet lager dimethylsulfoxide maar dimethylammoniumchloride te gebruiken als kristallisatievloeistof zouden onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Oxford de kristallisering van perovskiet zo goed in de hand hebben gekregen dat er dunne lagen ontstonden met hoge kwaliteit (minder defecten) en een hogere stabiliteit. Normaal werd daar een dimethylformamide/dimethylsulfoxidemengsel voor gebruikt
De aldus verkregen monsters werden vervolgens blootgesteld aan allerlei heftige verouderingsprocessen en tests met hoge temperaturen die ook in de praktijk zullen voorkomen. Kennelijk gaven die aangebrachte perovskietlagen geen krimp.
Perovskieten zijn er in soorten en maten. ‘Perovskiet’ slaat nu meer op de kristalstructuur dan op de elementen waaruit die verbindingen bestaan. In dit geval ging het om formamidiniumcesiumperovskiet (voor liefhebbers: (FA)yCs1–yPb(IxBr1–x)3, waarbij FA staat voor formamidinium, het ion van formamide).
“Het is belangrijk dat mensen beseffen dat je niks hebt aan iets dat instabiel is”, zegt promovendus en medehoofdauteur Philippe Holzey van de universiteit van Oxford. “Het moet jaren mee gaan.”
De tests betroffen onder meer T80-warmteproeven bij 65°C die ten minste 1400 uur moesten worden doorstaan. Die 80 betekent dat de cel dan ten minste 80% van zijn oorspronkelijk rendement heeft behouden. Na 1600 uur hield de dimethylsulfoxidecel er mee op terwijl de cellen die uitgekristalliseerd zijn met dimethylammoniumchloride dan nog 70% over hebben onder versnelde veroudering. Ook bij een temperatuur van 85°C is de ‘nieuwe’ cel beter dan de cel die op de oude manier was gemaakt. Omgerekend zouden de ‘nieuwe’ cellen het twee keer langer uithouden dan de de commerciële siliciumcellen, stellen de onderzoekers. Komt die lang verwacht doorbraak nu eindelijk?
Bron: Science Daily