Šaltinis: pv žurnalas
Tarptautinė tyrėjų komanda, kuriai vadovauja Julianas Steele, Belgijos KU Leuveno universitete teigia sukūrusi procesą, kuris pagerina vienos perspektyviausių perovazitinių medžiagų, skirtų naudoti PV, šiluminį stabilumą: CsPbI3.
„Viena didžiausių komercinių perovskito saulės elementų naudojimo kliūčių yra jų nestabilumas“, - teigė Steele. „Jų sudedamųjų dalių kaina yra maža, jų efektyvumas sparčiai auga, tačiau jų stabilumas išlieka problemiškas“.
Visi iki šiol aptikti perovskito variantai yra chemiškai jautrūs. Oro, drėgmės, šviesos ir šilumos poveikis gali pakeisti jų cheminius ryšius ir ardyti. Steele teigė, kad cezio įdėjimas į CsPbI3 kompoziciją daro medžiagą tvirtesnę, tačiau taip pat sukelia fazės nestabilumą, todėl saulės elementų gamintojams kyla naujas susirūpinimas, ar molekulės bet kada pakeis jų išdėstymą.
Polimorfizmas, kaip žinia, gamintojams kelia nesąmonę. Esant daugiau kaip 320 laipsnių Celsijaus, CsPbI3 įgauna kristalinę struktūrą, dėl kurios jis tampa juodas ir nepermatomas; kambario temperatūroje jis atnaujinamas amorfine konfigūracija, suteikiančia gelsvą spalvą. Pastaroji forma žymiai sumažina šviesos absorbciją ir saulės elementų, kuriuose medžiaga būtų naudojama, efektyvumą.
Ilgus metus CsPbI3 fazių transformacijos procesas buvo neaiškus. Tyrėjams pavyko nustatyti kristalinę fazę, į savo perovskito sluoksnius įtraukiant naujus cheminius junginius arba pakeitus kristalų, iš kurių jie buvo sudaryti, dydį. Tačiau dar nepavyko paaiškinti, kodėl tie triukai veikia. Pasikartojantis galvosūkis susijęs su tuo, kodėl sluoksniai, atkaitinti tokiomis pačiomis sąlygomis, kartais pasidaro geltoni, o kartais - juodi, kai atvėsta iki kambario temperatūros.
Didelė įtampa
Matavimai, atlikti Europos sinchroninio spinduliuotės įrenginyje Grenoblyje, Prancūzijoje, neseniai nustatė kandidatą, kuris gali skatinti fazių perėjimą: substratas, ant kurio nusėda perovskito sluoksnis.
Straipsnyje „Science“ Steele paaiškino perovskito sluoksnio ir stiklo paviršiaus, ant kurio jis yra dedamas, jungtis gali sukelti sluoksnio įtempimą, kuris gali susieti norimą fazę.
Tyrimo, kuriame dalyvavo mokslininkai iš 11 tyrimų centrų trijuose žemynuose, duomenimis, perovskito ir substrato, kuris susidaro kaitinant aukštoje temperatūroje, sąsaja išlieka net ir grįžus į aplinkos temperatūrą. Jei temperatūros kritimas yra gana kietas, perovskitas gali išlaikyti sąsajos kristalinį tinklelį ir prie jo prisitaikyti.
Šildydamasis, perovskito sluoksnis tęsiasi „kaip akordeonas“, sakė Steele. Vadovas tyrėjas pridūrė: „Atvėsęs šis sluoksnis bando dar kartą suspausti, tačiau jo suformuota sąsaja su substratu išlaiko jį prailgintą. Savo tyrime parodėme, kad ši įtampa tarp perovskito sluoksnio ir substrato gali būti panaudota stabilizuojant kristalinę fazę, kuri sudaro juodus perovskito sluoksnius. “
