Allikas: pv-ajakiri
Belgias KU Leuveni ülikoolis tegutsev Julian Steele'i juhitud rahvusvaheline teadlaste meeskond väitis, et on välja töötanud protsessi PV kasutamiseks mõeldud ühe lootustandvaima perovskite materjali: CsPbI3 termilise stabiilsuse parandamiseks.
"Üks suurimaid takistusi perovskite päikesepatareide kaubanduslikul kasutuselevõtul on nende ebastabiilsus," ütles Steele. "Nende koostisosade hind on madal, nende tõhusus kasvab kiiresti, kuid nende stabiilsus on endiselt problemaatiline."
Kõik seni avastatud perovskite variandid on keemiliselt tundlikud. Kokkupuude õhu, niiskuse, valguse ja kuumusega võib muuta nende keemilisi sidemeid ja neid lagundada. Steele ütles, et tseesiumi lisamine CsPbI3 koostisse muudab materjali robustsemaks, kuid tekitab ka faasi ebastabiilsuse, tekitades päikesepatareide tootjate jaoks uue mure selle üle, kas molekulid muutuvad igal ajal.
Polümorfism, nagu on teada, tekitab tootjates meelt. Temperatuuril üle 320 kraadi võtab CsPbI3 kasutusele kristalse struktuuri, mis muudab selle mustaks ja läbipaistmatuks; toatemperatuuril taastatakse amorfne konfiguratsioon, mis annab sellele kollaka värvuse. Viimane vorm vähendab märkimisväärselt valguse neeldumist ja mis tahes päikesepatareide efektiivsust, millesse materjal lisatakse.
Aastaid oli CsPbI3 faasimuundumist reguleeriv protsess ebaselge. Teadlastel õnnestus määrata kristalliline faas, lisades perovskiitide kihtidesse uusi keemilisi ühendeid või muutes nendest koosnevate kristallide suurust. Kuid keegi pole veel suutnud selgitada, miks need trikid toimivad. Korduv mõistatus puudutab, miks identsetes tingimustes lõõmutatud kihid muutuvad toatemperatuurini jahtumisel mõnikord kollaseks ja mõnikord mustaks.
Suur pinge
Prantsusmaal Grenoble'is asuvas Euroopa sünkrotroni kiirgusrajatises tehtud mõõtmised tegid hiljuti kindlaks kandidaadi, mis võib faasisiiret juhtida: substraat, millele ladestub perovskite kiht.
Steele selgitas artiklis Science, et perovskite kihi ja klaaspinna vaheline ristmik, millele see kantakse, võib kihis põhjustada pinget, mis on selle tulemusel võimeline soovitud faasi omavahel ühendama.
Kolme mandri 11 uurimiskeskuse teadlasi hõlmava uuringu kohaselt püsib perovskiidi ja substraadi vaheline liides, mis moodustub kõrgel temperatuuril lõõmutamisel, isegi pärast ümbritseva keskkonna temperatuurile naasmist. Kui temperatuuri langus on üsna järsk, suudab perovskite liidese kristallivõre säilitada ja sellega kohaneda.
Steele ütles, et perovskite kiht ulatub kuumutamisel nagu akordion. Juhtivteadur lisas: „Jahutamisel proovib see kiht uuesti kokku suruda, kuid liides, mille ta on aluspinnaga moodustanud, hoiab seda pikendatuna. Oleme oma uuringus näidanud, et seda perovskites kihi ja substraadi vahelist pinget saab kasutada kristalse faasi stabiliseerimiseks, mis muudab mustad perovskites kihid. ”
