A kutatók állítása szerint az általuk kifejlesztett cella képes megőrizni hatékonysága 90%-át még 1000 üzemórát követően is, szélsőséges fény- és hőmérsékletviszonyok között.
Az Eindhoven-i Műszaki Egyetem (Eindhoven University of Technology) kutatói úgy vélik, megtalálták a perovszkit napelem cellák stabilizálásának módját.
Kép: A van den Tillaart/Wikimedia Commons
Az Eindhoven-i Műszaki Egyetem, a Differ energiakutató intézet, a Twente-i Egyetem és a kínai Pekingi Egyetem keresik a fluorid felhasználási módját a perovszkit napelem cellák instabilitásának és elöregedésének megelőzése érdekében.
ANature Energy című kiadványban közzétett dokumentumban a tudósok azt állítják, hogy olyan perovszkit alapú napelem cellát fejlesztettek ki, amely 21,46%-os energiaátalakítási hatékonyságának 90%-át megőrzi 1000 szélsőséges fény- és hőmérsékletviszonyok között zajló üzemóra elteltével is.
A hosszú élettartamot állításuk szerint úgy érték el, nátrium-fluoridot adagoltak a perovszkit rétegekhez a gyártási folyamat során. „A sűrűségfunkcionál elméleti (Density Functional Theory, DFT) számítások legfontosabb alapelveinek segítségével úgy érvelünk, hogy a fluoridion elnyomja a halogenid anionok képződését és a szerves kationhiányt, mindezt a kémiai kötések különleges megerősítésével, a környező ólom és a szerves kationok révén” – ismertette a tanulmány.
A tudósok úgy magyarázták, hogy a fluorid a fogkrémhez hasonló módon fejti ki hatását a perovszkit cellára, a fluoridionok védőréteget képeznek a kristály körül, megelőzik a káros hatások szétterjedését.
Nem került közelebb a kereskedelmi forgalomba hozatal
A perovszkit cellák stabilitása terén mutatkozó hatásosságuk fő okát a fluoridionok más halogénekkel összevetve kis méretében és magas elektronegativitásában találták meg.
A tudósok szerint további öt-tíz évre lesz szükség ahhoz, hogy a perovszkit cellák elérjék a forgalomba hozhatóság szintjét. „Még mindig keressük a válaszokat arra, hogy egyes anyagok miért hatásosabbak másoknál ezeknek a celláknak a hosszú távú stabilitásával összefüggésben” – mondta Shuxia Tao, a Számítástechnikai Energiakutató Központ (Center for Computational Energy Research) kutatási koordinátora.
Mostanában hasonló kutatások folynak többek között a kaliforniai San Diego Egyetemen, az UCLA-nál és a kínai modulgyártónál, a Solargiga-nál, valamint a hollandiai Groningen Egyetemen és a Pekingi Egyetem egy másik csoportjánál.
Az ígéretes kutatási projektek burjánzása ellenére a perovszkit napelem cellák stabilitása, tartóssága és költségei továbbra is megoldandó problémát jelentenek a sorozatgyártás műszaki megvalósítása előtt.
Forrás: pv-magazine
