Perovskiet-zonnecellen bereiken nieuwe mijlpalen voor stabiliteit en efficiëntie - Physics World

Het zijn een paar goede maanden geweest voor perovskiet-zonnecellen, met een drietal nieuwe resultaten die het gemakkelijker zouden kunnen maken om deze apparaten van de volgende generatie op de markt te brengen.

Het eerste resultaat betreft fotovoltaïsche (PV) zonnecellen met alleen perovskiet. De aanvankelijke belofte van perovskiet-zonnecellen is al lang aangetast door de onstabiele aard van deze kristallijne materialen, die vatbaar zijn voor oppervlaktedefecten die de stroom van ladingsdragers (elektronen en gaten) belemmeren. Vervelend is dat warmte en vocht - beide onvermijdelijk in elk praktisch zonne-energieapparaat - deze instabiliteit verergeren. Bijgevolg kunnen perovskiet-zonnecellen ongeveer een derde van hun efficiëntie verliezen na slechts een paar honderd uur blootstelling aan zonlicht.

Vorig jaar, Stefaan de Wolf en collega's aan de King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saoedi-Arabië een belangrijke stap gezet om dit probleem op te lossen door een cel te construeren die zowel driedimensionale als tweedimensionale perovskietkristallen bevat. Deze multidimensionale cel behield 95% van zijn aanvankelijke efficiëntie na 1000 uur blootstelling aan zonlicht bij een temperatuur van 85°C en een relatieve vochtigheid van 85%.

In de nieuwste studie, gepubliceerd in Joule, gingen Kai Liu en collega's van Fudan University in China en de University of Victoria in Canada nog een stapje verder. Hun cel behield 98.6% van zijn aanvankelijke efficiëntie na 1000 uur operationele tests, dankzij een chemische coating die covalente bindingen vormt met de organische componenten in perovskieten. Volgens het spin-outbedrijf van de Universiteit van Victoria achter de coating, XLYNX, deze bindingen maken de perovskiet stabieler, waardoor verliezen aan efficiëntie, stabiliteit en prestaties worden beperkt.

Efficiëntierecords tuimelen voor tandemcellen

Het tweede veelbelovende resultaat is een nieuw efficiëntierecord voor zogenaamde "tandem" zonnecellen, die perovskieten combineren met standaard siliciummateriaal. Medio april hebben onderzoekers van KAUST, eveneens onder leiding van de Wolf, aangekondigd dat ze een experimentele tandemcel hadden geproduceerd met een energieconversie-efficiëntie van 33.2%. Deze waarde overtreft het vorige wereldrecord van 32.5% vastgesteld eind 2022 door Steven Albrecht en collega's bij Helmholtz-Zentrum Berlin.

Hoewel het laatste KAUST-resultaat nog niet is gepubliceerd, zegt het team dat het record is gecertificeerd door de European Solar Test Installation (ESTI). De KAUST-cel bevindt zich momenteel ook bovenaan de US National Renewable Energy Laboratory's (NREL) Best Research-cell Efficiency Chart, hoewel het daar misschien niet lang zal blijven, gezien het recente patroon van concurrerende onderzoeksgroepen over elkaars prestaties springen.

Je energiefactuur verlagen? Probeer deze recordbrekende zonnecellen

Het uiteindelijke nieuwe resultaat is alweer een efficiëntierecord, dit keer in een commercieel product in plaats van een experimenteel apparaat. Op 24 mei heeft het Britse bedrijf Oxford PV gerapporteerd dat een tandemcel, vervaardigd in de productielijn nabij Berlijn, Duitsland, 28.6% van de invallende zonne-energie omzet in elektriciteit. Dit cijfer, dat is gecertificeerd door experts van Fraunhofer ISE in Freiburg, Duitsland, is aanzienlijk hoger dan de 22-24% die kenmerkend is voor commerciële siliciumcellen, en 1.5% boven Oxford PV's eigen record voor een productielijnapparaat. Vooruit en omhoog!

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoAiStream. Web3 gegevensintelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• De toekomst slaan met Adryenn Ashley. Toegang hier.
• Koop en verkoop aandelen in PRE-IPO-bedrijven met PREIPO®. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/perovskite-solar-cells-reach-new-milestones-for-stability-and-efficiency/