科学者の国際チームは、太陽電池を製造するためのより安価な原材料であるペロブスカイトの有効性を制限する小さな欠陥も、材料を急速に分解させる構造変化の原因であることを発見しました。研究者たちは、太陽光でペロブスカイトを人工的にエージングするさまざまな方法を使用して、材料の変化を注意深く分析し、長持ちし、費用効果の高いペロブスカイト太陽電池の出現を大幅に加速する方法を見つけました。
結晶シリコンと比較して、ペロブスカイトはより手頃な価格で処理が簡単です。それらは、薄くて柔軟なフィルムを印刷するためのインクを作るために使用することができます。ペロブスカイト太陽電池のエネルギー収量は、多くの場合同等であり、多層アーキテクチャの場合、従来のシリコン太陽電池よりもさらに高くなります。ただし、耐用年数が限られているため、この材料の大量使用について話すのは時期尚早です。
Phys.orgによると、平均的なシリコンソーラーパネルは、パフォーマンスを大幅に低下させることなく20〜25年持続します。ペロブスカイトデバイスは製造コストがはるかに安いため、競争力を高めるために同じレベルに到達する必要はありません。しかし、それらの可能性を明らかにするために、要素は少なくとも10年間機能しなければなりません。
ケンブリッジ大学（イギリス）と沖縄科学技術大学院大学（日本）の専門家が、ペロブスカイトの「アキレス腱」の秘密を明らかにしました。
「ペロブスカイト膜を一定時間照射することで、太陽電池の老化プロセスをシミュレートし、最も興味深いダイナミクスがナノスコピックトラップクラスターで発生することを確認しました」と研究の共著者であるスチュアートマクファーソンは述べています。 「今、私たちが見た変化は、フィルムの光劣化に関連していることがわかりました。その結果、効率を制限するキャリアトラップは、太陽電池の寿命という同様に重要な問題に直接関係している可能性があります。」
これは、科学者がフィルムの表面にこれらのトラップが形成される問題を理解できれば、その過程でデバイス全体のパフォーマンスと安定性が向上することを意味します。研究チームは、これが可能であることをすでに証明しています。化学組成とペロブスカイト膜の形成方法を変更することで、プロセスを制御し、その結果、元素の寿命を延ばすことができました。
今年の初めに、シンガポールの科学者たちは、ペロブスカイトと有機材料で作られたタンデム太陽電池の記録を達成しました。効率は23.6％で、最新のシリコン太陽電池の効率に近づきました。
2022-05-27 20:08:43
著者: Vitalii Babkin