Исследователи из Потсдамского университета совместно с коллегами из других университетов показали, что ионно-индуцированное полевое экранирование является доминирующим фактором эксплуатационной стабильности перовскитных солнечных элементов. Их выводы опубликованы в журнале Природа Энергетика, заложить основу для новых стратегий по увеличению срока службы солнечных элементов следующего поколения.
Солнечная энергия, получаемая из фотоэлектрических систем, является одной из наиболее распространенных форм возобновляемой энергии. Тандемные солнечные элементы на основе перовскита считаются новым поколением technology и затмили производительность традиционных кремниевых технологий. Однако стабильность перовскита значительно отстает от кремниевых ячеек примерно на порядок по времени жизни.
Довольно низкую стабильность перовскита обычно объясняют электронными дефектами, окислением электрода, ионной природой перовскита или химическим разложением под действием влаги и кислорода. Понимание основного механизма деградации имеет решающее значение для обеспечения целевых улучшений.
«В нашей статье мы показываем, что возрастающая концентрация дефектов в клетках, по-видимому, не является решающим фактором деградации», — говорит Мартин Столтерфохт, бывший руководитель младшей исследовательской группы Гейзенберга PotsdamPero в Потсдамском университете, а ныне профессор Китайского университета. Университет Гонконга.
Вместо этого именно создание все большего и большего числа мобильных ионов под действием внешних стрессоров в перовскитных полупроводниках экранирует встроенное поле в перовскитном поглотителе, что приводит к потерям при извлечении заряда.
«Мы показали, что ионно-индуцированное полевое экранирование доминирует над эксплуатационной стабильностью различных часто используемых перовскитных ячеек. Например, мы можем использовать ионные отпечатки пальцев, обнаруженные в недавно разработанных устройствах, чтобы точно предсказать стабильность клеток», — добавляет он.
Эти результаты закладывают основу для новых стратегий по увеличению срока службы клеток и ускорению разработки новых перовскитных ячеек с выдающейся стабильностью.