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.