Equipe mostra que a triagem de campo induzida por íons é um fator dominante na estabilidade operacional de células solares de perovskita

Atualização: 29 de março de 2024


Equipe mostra que a triagem de campo induzida por íons é um fator dominante na estabilidade operacional de células solares de perovskita
Visão geral das perdas iônicas induzidas pelo envelhecimento em várias células solares de perovskita. a, A perda iônica relativa induzida pelo envelhecimento (1 − PCElento/PCErápido) em função do tempo de envelhecimento sob condições de circuito aberto de 1 sol demonstra perdas iônicas crescentes em todos os sistemas, embora com magnitude variável dependendo da composição individual. b, The JSC medido em diferentes velocidades de varredura para células frescas e envelhecidas após 5 h de envelhecimento sob condições de circuito aberto de 1 sol. Crédito: natureza Energia (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01487-w

Pesquisadores da Universidade de Potsdam, juntamente com colegas de outras universidades, mostraram que a triagem de campo induzida por íons é um fator dominante na estabilidade operacional das células solares de perovskita. Suas descobertas, publicadas na revista natureza Energia, lançar as bases para novas estratégias para melhorar a vida útil das células solares da próxima geração.

A energia solar fotovoltaica é uma das formas mais difundidas de energia renovável. Células solares tandem baseadas em perovskita são consideradas a próxima geração tecnologia e eclipsaram o desempenho das tecnologias tradicionais baseadas em silício. No entanto, a estabilidade da perovskita fica significativamente atrás das células de silício em aproximadamente uma ordem de grandeza durante a vida útil.

A fraca estabilidade da perovskita é geralmente atribuída a defeitos eletrônicos, oxidação do eletrodo, natureza iônica da perovskita ou decomposição química sob umidade e oxigênio. Compreender o mecanismo de degradação subjacente é crucial para permitir melhorias específicas.

“Em nosso artigo, demonstramos que uma concentração crescente de defeitos nas células aparentemente não é um fator decisivo para a degradação”, diz Martin Stolterfoht, ex-líder do grupo de pesquisa júnior Heisenberg PotsdamPero na Universidade de Potsdam e agora professor na Universidade Chinesa. Universidade de Hong Kong.

Em vez disso, é a criação de mais e mais íons móveis sob estressores externos nos semicondutores de perovskita que protegem o campo embutido no absorvedor de perovskita, o que leva a perdas por extração de carga.

“Mostramos que a triagem de campo induzida por íons domina a estabilidade operacional de várias células de perovskita comumente usadas. Por exemplo, podemos usar as impressões digitais iônicas detectadas em dispositivos recentemente desenvolvidos para prever com precisão a estabilidade das células”, acrescenta.

Estas descobertas estabelecem as bases para novas estratégias para melhorar a vida útil das células e acelerar o desenvolvimento de novas células de perovskita com estabilidades excepcionais.