Джерело: pv-журнал
Міжнародна команда дослідників під керівництвом Джуліана Стіла з Бельгійського університету KU Leuven стверджує, що розробила процес підвищення теплової стійкості одного з найперспективніших перовскітних матеріалів для застосування ПВ: CsPbI3.
"Однією з найбільших перешкод для комерційного впровадження перовскітних сонячних батарей є їх нестабільність", - сказав Стіл. "Вартість їх інгредієнтів низька, їх ефективність зростає, але їх стабільність залишається проблематичною".
Всі відкриті на сьогодні варіанти перовскітів є хімічно чутливими. Вплив повітря, вологи, світла і тепла може змінити їх хімічні зв’язки і погіршити їх. Стіл заявив, що включення цезію в рецептуру CsPbI3 робить матеріал більш міцним, але також вводить фазову нестабільність, викликаючи нову стурбованість у виробників сонячних батарей щодо того, чи зміняться молекули в будь-який час.
Поліморфізм, як відомо, викликає занепокоєння для виробників. При більш ніж 320 градусах Цельсія CsPbI3 приймає кристалічну структуру, яка робить її чорною і непрозорою; при кімнатній температурі він поновлює аморфну конфігурацію, що надає йому жовтуватий колір. Остання форма значно знижує поглинання світла та ефективність будь-якої сонячної комірки, в яку буде вбудований матеріал.
Роками процес керування фазовою трансформацією в CsPbI3 був незрозумілим. Дослідникам вдалося накласти кристалічну фазу, включивши нові хімічні сполуки у свої шари перовскітів, або змінивши розмір кристалів, з яких вони складалися. Однак ще ніхто не встиг пояснити, чому ці трюки діють. Повторна головоломка стосується того, чому шари, що відпалюються в однакових умовах, іноді жовтіють, а іноді чорніють, коли вони охолоджуються до кімнатної температури.
Висока напруга
Вимірювання, проведені на Європейському радіаційному центрі синхротронного випромінювання у м. Гренобль, Франція, нещодавно визначили кандидата, який може керувати фазовим переходом: підкладку, на яку нанесений шар перовскіту.
У статті в Science Steele пояснив, що стик між шаром перовскіту та скляною поверхнею, на який він наноситься, може спричинити напругу всередині шару, яке в результаті може зв'язати бажану фазу.
Згідно з дослідженням, в якому брали участь вчені 11 науково-дослідних центрів на трьох континентах, взаємодія між перовскітом і субстратом, який утворюється під час відпалу при високій температурі, залишається навіть після повернення до температури навколишнього середовища. Якщо перепад температури досить крутий, перовскіт може зберегти кристалічну сітку інтерфейсу і адаптуватися до неї.
Шар перовскіту поширюється "як гармошка" при нагріванні, сказав Стіл. Провідний дослідник додав: "Коли охолоджується, цей шар намагається знову стиснутись, але інтерфейс, який він сформував із субстратом, продовжує його розширювати. Ми продемонстрували, що в нашому дослідженні це напруження між шаром перовскітів та підкладкою може бути використане для стабілізації кристалічної фази, що робить шари чорних перовскітів. "
