Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in de VS heeft een manier gevonden om de efficiëntie van op perovskiet gebaseerde zonnecellen te verbeteren door guanidiniumthiocyanaat aan de mix toe te voegen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun werk met op perovskiet gebaseerde zonnecellen en hoe goed ze werkten.

Voor het grootste deel van zijn geschiedenis, silicium was het materiaal bij uitstek bij het maken van zonnecellen - geen ander materiaal was zo efficiënt of kon zo lang produceren. Maar de laatste jaren is scheikundigen hebben gewerkt met verschillende materialen die dichterbij zijn gekomen. Een van die veelbelovende materialen is kristallijn perovskiet. Het is over het algemeen gemaakt van lood, broom, jodium en andere elementen. Momenteel, zonnecellen gemaakt met perovskiet hebben twee voordelen ten opzichte van traditionele siliciumcellen. Ze zijn goedkoper te maken en ze zijn beter in het absorberen van hoogenergetische blauwe fotonen. Het tweede kenmerk heeft ertoe geleid dat zonnecelfabrikanten de twee soorten cellen met elkaar hebben gecombineerd om tandem silicium/perovskietcellen te creëren die de beste voordelen van beide bieden. Maar fabrikanten van zonnecellen geloven nog steeds dat uiteindelijk, op perovskiet gebaseerde cellen kunnen op een gegeven moment siliciumcellen volledig vervangen, waardoor de productiekosten dalen. In deze nieuwe poging de onderzoekers beweren een manier te hebben gevonden om dichtbij te komen.

Eerder onderzoek had aangetoond dat het toevoegen van tin aan de mix bij het maken van perovskieten ertoe leidde dat ze efficiënter werden - bijna net zo efficiënt als op silicium gebaseerde cellen. Maar tin degradeerde bij blootstelling aan zuurstof. Om dat te voorkomen, het team in de VS voegde ook guanidiniumthiocyanaat toe aan de mix. Het is een organische verbinding die andere materialen bedekt, in dit geval het blik in de perovskietmix. De onderzoekers ontdekten dat hierdoor het tin niet degradeerde. Het testen van het resulterende perovskiet toonde aan dat het ongeveer 20 procent efficiënt was. Toen het team het combineerde met een traditionele perovskietcel die is ontworpen om fotonen met hoge energie te absorberen - waardoor een volledig perovskiet-tandem ontstaat - zagen ze een efficiëntie van 25 procent. Dit komt dicht in de buurt van de 28 procent die wordt gezien met silicium-perovskiet-tandems.

De onderzoekers merken op dat ze denken dat ze de efficiëntie meer kunnen verhogen, misschien het bereiken van silicium/perovskiet tandemniveaus, maar erkennen dat ze nog andere problemen hebben om op te lossen voordat dergelijke cellen levensvatbaar zouden worden - het meest prominent, waardoor ze lang genoeg meegaan voor commercieel gebruik.

© 2019 Wetenschap X Netwerk