Källa: imec-int.com
Imec, partner i EnergyVille, i samarbete med University of Cypern, har visat långsiktig stabilitet utomhus för perovskite solcellsmoduler.
Minimoduler på 4 cm2, utvecklad på imec/EnergyVille, utvärderades omfattande under två år i verkliga förhållanden på Cypern, med en anmärkningsvärd energieffektivitetsretention på 78 procent efter ett år, som nuvarande perovskite solcellsmoduler bara behåller i veckor. Dessa lovande fynd är bland de första verkliga resultaten för att ta itu med de stabilitetsproblem som för närvarande hindrar perovskitsolceller från kommersialisering.
Under det senaste decenniet har metallhalogenidperovskiter dykt upp som ett lovande material för nästa generations fotovoltaiska (PV) celler, tack vare deras unika optiska och elektroniska egenskaper. Med framsteg inom material och ingenjörskonst har dessa celler visat en snabb förbättring av sin effektomvandlingseffektivitet (PCE).
Stabilitetsutmaningar förblir dock det primära hindret för utbredd användning, eftersom de försämras på grund av fukt, ljus och värme. Standardtestning inomhus i en kontrollerad miljö, som kontinuerligt efterliknar solbestrålning, fungerar bara som en proxy för verkliga prestanda. Miljöförhållanden, såsom varierande ljus, temperatur och väder, påverkar cellens prestanda. Trots detta har endast en handfull forskargrupper undersökt utomhusprestanda för perovskite PV, med fokus främst på små celler snarare än moduler.
Under de senaste två åren har imec genomfört en omfattande studie av utomhusprestandan hos deras perovskite PV-moduler. Minimoduler, mäter 4 cm2och utvecklade vid imo-imomec Hasselt University och imec/EnergyVille i Belgien, testades i samarbete med University of Cypern.
De mest hållbara modulerna behöll 78 procent av sin ursprungliga PCE efter ett år utomhus på Cypern. Detta visar deras lovande stabilitet jämfört med nuvarande perovskite solcellsmoduler, som behåller sådan utomhuseffektivitet i bara veckor till månader. Tack vare utomhusinställningen upptäcktes också ett konsekvent mönster av prestandaförsämring under dagen och över natten. Dessutom tillät rikedomen av data utforskning med en maskininlärningsmodell, som visade en stark korrelation med den faktiska uteffekten, vilket framhävde dess potential för framtida prestandaförutsägelser.
"Denna forskning representerar ett stort framsteg när det gäller att förstå nedbrytningen av perovskitsolmoduler under verkliga förhållanden. Med ytterligare förbättringar av effektiviteten hos våra minimoduler, som är designade med uppskalning i åtanke, kan dessa fynd påskynda vägen mot kommersialisering av denna lovande teknik", konstateradeTom Aernouts, R&D Manager på imec/UHasselt/EnergyVille.
För att få djupare insikter i nedbrytningsbeteende över olika klimatzoner kommer modulerna också att utvärderas i det regniga klimatet i Bryssel, den torra öknen i New Mexico och de moderata klimaten i Madrid och Freiburg.
Resultaten beskrivs i sin helhet i artikeln "Dagliga förändringar och maskininlärningsanalys av perovskitemoduler baserat på två års utomhusövervakning", som finns i ACS Energy Letters.
Denna forskning finansierades delvis av Europeiska unionen genom TESTARE-projektet (anslags-ID: 101079488).
