Een team van wetenschappers onder leiding van het Nanomaterials Research Institute van Kanazawa University heeft aangetoond dat de stabiliteit en efficiëntie van bepaalde zonnepanelen aanzienlijk kan worden verbeterd door gebruik te maken van cesiumjodide (CsI) intercalatietechnologie. Dit werk kan helpen om zonnecellen concurrerender te maken met andere hernieuwbare energiebronnen.

Zonnepanelen hebben het potentieel om een ​​overvloedige en schone energiebron te zijn. Vooral, fotovoltaïsche cellen met perovskiet kristalstructuur, genoemd naar het mineraal met dezelfde atomaire configuratie, hebben veel aantrekkelijke eigenschappen. Hun sterke optische absorptie en hoge ladingsmobiliteit leiden tot lage fabricagekosten en hoge energie-output. Echter, de inzet door consumenten van perovskiet-zonnecellen wordt belemmerd door de beperkte robuustheid van deze cellen, omdat hun structuur kan ontleden na blootstelling aan vocht, licht of warmte. Nieuwe formuleringen die de levensduur van perovskiet-zonnecellen verlengen, zijn dus nodig om het vertrouwen van de consument te wekken voordat commerciële toepassingen mogelijk zijn.

Nutsvoorzieningen, een team van wetenschappers onder leiding van Kanazawa University heeft ontdekt dat het toevoegen van CsI aan de veelgebruikte MAPbI ₃ perovskietstructuur verhoogt de stabiliteit van de resulterende apparaten aanzienlijk. De Cs-atomen migreren en worden "geïntercaleerd" in het kristalrooster, en de verbeterde apparaten vertoonden een stroomconversie-efficiëntie van wel 18,43%.

"Hybride organisch-anorganische metaalhalogenide-perovskiet-zonnecellen zijn een zeer snelgroeiende technologie, " zegt corresponderende auteur Md. Shahiduzzaman. Met behulp van scanning-elektronenmicroscopie, de wetenschappers bevestigden dat de grootte van de kristalkorrels in het materiaal ook toenam van 300 naar 700 nm door de toevoeging van CsI. Ze veronderstellen dat de intercalatie van cesium de afstand tussen de atomaire vlakken verkleint, zodat vocht uit de lucht niet zo gemakkelijk kan binnendringen. Ook, de oppervlakken worden gladder, waardoor ladingen de elektroden kunnen bereiken. "Onze aanpak stelde ons in staat om lagen te produceren met nauwkeurige controle over de CsI-intercalatie, " zegt corresponderende auteur Tetsuya Taima. Dit werk kan helpen een revolutie teweeg te brengen in hernieuwbare energie, waarin perovskiet-zonnepanelen veel vaker voorkomen.