Próbując temu zapobiec, naukowcy z École polytechnique fédérale de Lausanne oraz Sungkyunkwan University postanowili skupić się na sposobach umożliwiających poprawę stabilności perowskitowych ogniw słonecznych. Ich szczególną uwagę zwróciła podatność cienkich warstw perowskitowych na uszkodzenia. Wśród czynników potęgujących tego typu zmiany wymienia się między innymi wilgoć, ciepło i światło. O szczegółowych ustaleniach badaczy na ten temat możemy przeczytać w Science.
Czytaj też: Rekord produkcji energii w Polsce. Turbiny wiatrowe wykręciły niemal maksimum, ale co się stało z nadwyżką?
Analizując tzw. fasety kryształów, których układy atomowe mogą wpływać na właściwości i zachowanie samego kryształu, naukowcy postanowili zebrać informacje na temat perowskitów. W oparciu o wspomniane układy można wyciągnąć wnioski na temat stabilności i reakcji na bodźce zewnętrzne ogniw, choćby w postaci wilgoci czy zmiennych temperatur.
Członkowie zespołu przebadali fasety (100) i (111) (pierwsza odnosi się do płaszczyzny prostopadłej do osi c kryształu, w której atomy ułożone są w powtarzający się wzór w postaci kwadratowej siatki; w przypadku drugiej natomiast atomy są ułożone w trójkątną siatkę).
Perowskitowe ogniwa słoneczne stanowią alternatywę dla krzemowych
Jak wywnioskowali, faseta (100) – zazwyczaj spotykana w cienkich warstwach perowskitu – jest szczególnie podatna na zniszczenia. Dzieje się tak, ponieważ może szybko przejść do niestabilnej, nieaktywnej fazy w obecności wilgoci. W przypadku fasety (111) podatność na uszkodzenia była znacznie mniejsza.
Jeśli chodzi o główną przyczynę tego zdecydowanie niepożądanego zjawiska, to były nią silne wiązania pomiędzy perowskitem a cząsteczkami wody. Wywołało to przejście z fazy stabilnej do niestabilnej. Wykorzystując coś, co naukowcy określają mianem inżynierii fasetowej, proponują używać cząsteczek ligandu do wytworzenia stabilniejszej fasety (111). W takich okolicznościach powstały filmy perowskitowe o wysokiej stabilności i odporności zarówno na wilgoć jak i ciepło.
Czytaj też: Dodali cement do paneli słonecznych. Efekt przerósł najśmielsze oczekiwania
Wyniki badań w długotrwałej perspektywie powinny doprowadzić do zwiększenia stabilności filmów. Identyfikując najstabilniejsze fasety oraz szukając sposobów na zwiększenie tej właściwości, naukowcy mogliby doprowadzić do poprawy ogólnej stabilności perowskitowych ogniw słonecznych, co z kolei przełożyłoby się na ich popularyzację oraz spadek kosztów produkcji. Skorzysta na tym nie tylko społeczeństwo, ale i środowisko naturalne.
