Een KAIST-onderzoeksteam heeft een perovskietmateriaal voorgesteld, Cs ₂ Au ₂ l ₆ dat dient als een potentieel actief materiaal voor zeer efficiënte loodvrije dunne-film fotovoltaïsche apparaten. Dit materiaal zal naar verwachting de basis leggen om eerder bekende beperkingen van perovskiet te overwinnen, inclusief de stabiliteits- en toxiciteitsproblemen.

Als sterke kandidaten voor de volgende generatie hoogrenderende fotovoltaïsche cellen, perovskiet fotovoltaïsche cellen hebben een maximale fotoconversie-efficiëntie van 22%, vergelijkbaar met hoogwaardige fotovoltaïsche cellen van kristallijn silicium. In aanvulling, op perovskiet gebaseerde cellen kunnen worden vervaardigd bij lage temperaturen, waardoor drastische kostenbesparingen worden gerealiseerd.

Echter, er is opgemerkt dat conventionele organisch-anorganische hybride perovskietmaterialen een lage stabiliteit vertonen, uiteindelijk verslechteren hun prestaties en maken ze ongeschikt voor verder gebruik. Bovendien, hun opname van lood heeft hun milieuvriendelijkheid ondermijnd.

In het licht hiervan, een gezamenlijk team onder leiding van professor Hyungjun Kim van het KAIST Department of Chemistry en professor Min Seok Jang van de School of Electrical Engineering heeft een eerder ontdekt perovskietmateriaal geanalyseerd, Cs ₂ Au ₂ l ₆ , bestaande uit alleen anorganische stoffen en onderzocht de geschiktheid voor toepassing in dunne-film fotovoltaïsche apparaten. Theoretisch onderzoek suggereert dat dit nieuwe perovskietmateriaal niet alleen even efficiënt is, maar ook stabieler en milieuvriendelijker in vergelijking met de conventionele perovskietmaterialen. Voor deze analyse is het team ontwikkelde multiscale multiphysics simulatiekaders. Er werden eerste-principe kwantumberekeningen op atoomschaal uitgevoerd om de optische eigenschappen van het voorgestelde materiaal te bestuderen, en elektromagnetische simulaties op apparaatschaal werden uitgevoerd om te suggereren dat het materiaal inderdaad zou kunnen dienen als een veelbelovende fotovoltaïsche stof op apparaatniveau.

Vanaf dit punt, het onderzoeksteam is van plan het onderzoek in twee richtingen uit te breiden:een empirische studie om het perovskietmateriaal toe te passen in echte fotovoltaïsche cellen en een theoretische analyse om het optimale en zeer stabiele materiaal voor fotovoltaïsche cellen te vinden. Het team zei, "Perovskietmaterialen zijn zeer efficiënt, maar om de conventionele zonnecellen volledig te vervangen, hun stabiliteits- en toxiciteitsproblemen moeten eerst worden opgelost." Ze voegden eraan toe dat dit onderzoek naar verwachting gerelateerde studies zal versnellen bij het nastreven van hoge efficiëntie, milieuvriendelijke perovskietmaterialen.