Perovskite verimliliğini ve stabilitesini arttırmanın yolunu keşfeden bilim insanları, perovskite güneş pillerinin verimliliğini %16’ya kadar artırdı.
Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’ndaki (National Renewable Energy Laboratory /NREL)araştırmacılar ve ülke genelindeki bağlı kuruluşlar, perovskite güneş pillerinin verimliliğini %16’ya kadar artırdı.
Makale Science dergisinde yayınlanan çalışmanın NREL dahil yedi kurumdan 23 yazarı bulunuyor. NREL’deki Kimya ve Nanobilim Merkezi’nde kıdemli bilim insanı ve araştırmayı özetleyen yeni makalenin yazarı Kai Zhu, 2D ve 3D katmanların erimesinin güneş pillerinin verimliliğinin % 16’lık artışla yaklaşık % 24,7’ye kadar ulaşabileceğini söyledi.
Çalışma; iki boyutlu ( two-dimensional / 2D) perovskite katmanı ile üç boyutlu ( three-dimensional /3D) perovskite katmanını birleştirmeyi içeriyordu. Bu da hem verimlilik hem de stabilitede iyileştirmeler içeren bir güneş pili sağladı. Silikon güneş pillerine daha ucuz ve daha verimli bir alternatif olarak perovskitlerin kristal yapısı üzerine devam eden araştırmalar, %25,5’e varan verimlilik raporlarıyla önemli teknolojik gelişmelerle sonuçlandı.
Çalışma esnasında araştırmacılar, hacimli organik katyonlara veya pozitif yüklü iyonlara dayalı bir 2D katman eklemeyi içeren başka bir deneysel yaklaşımdan uzaklaştı. Kaldı ki, Ruddlesden-Popper olarak bilinen bu tip 2D perovskite yapı, yük taşıyıcıların hareketini engelleyerek verimliliği sınırlayabilir. Bu bağlamda daha yeni araştırma, Dion-Jacobson (DJ) olarak bilinen, daha fazla stabilite ve yük taşıyıcılarını daha özgürce hareket ettirme yeteneği gösteren yarı kararlı bir polimorfta farklı bir 2D perovskite yapı kullandı.
Bilim insanları, değiştirilmiş perovskite hücresini bir kontrol numunesiyle karşılaştırdı. Modifiye edilmiş hücre, 1.000 saatlik sürekli çalışmadan sonra verimlilikte sadece %10’luk bir düşüş gösterdi. Kontrol numunesi verimliliğinde %43 düşüş gördü.
Araştırmacılar, yarı kararlı 2D yapıların kullanımının, verimli ve kararlı perovskite güneş pillerinin gelişimini hızlandırmak için güneş enerjisi endüstrisi tarafından uyarlanabilecek umut verici yeni bir kimyasal tasarımı temsil ettiğini söyledi.