Nedavna saradnja dovela je do razvoja tehnike za drastično poboljšanje performansi perovskitnih solarnih ćelija korišćenjem aditiva za vodoničnu vezu. Ovo istraživanje pokazuje da vodonična veza može produžiti životni vek materijala solarnih ćelija dok se istovremeno postiže poboljšana efikasnost i stabilnost.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Energy & Environmental Science. Tim uključuje tim profesora Choi Jong-mina sa Odeljenja za nauku o energetici i inženjering na DGIST-u i tim dr Moon Biung-joona iz Centra za spintroniku na Korejskom institutu za nauku i tehnologiju.
Perovskit dobija priznanje kao obećavajući materijal za solarne ćelije, nudeći visoku efikasnost u pretvaranju svetlosti u električnu energiju i lakoću masovne proizvodnje. Međutim, njegov nedostatak je što se rastvor uključen u njegovu proizvodnju postepeno razlaže na jone tokom vremena, što dovodi do stvaranja nečistoća. Solarne ćelije proizvedene korišćenjem takvih rastvora mogu pokazati loše performanse, sa visokim temperaturama koje dodatno ubrzavaju jonske promene i ubrzavaju pogoršanje performansi.
Da bi rešio ovaj problem, istraživački tim profesora Čoija uveo je aditiv za vezivanje vodonika u rastvor perovskita. Ovaj aditiv stupa u interakciju sa organskim supstancama kroz vodonične veze, štiteći kritične komponente solarnih ćelija od brzih promena.
Kroz kompjutersko modeliranje, istraživački tim je pokazao da ove vodonične veze mogu održati stabilnost komponenti tokom dužeg perioda. Solarne ćelije proizvedene korišćenjem rastvora čuvanih 140 dana zadržale su skoro istu efikasnost (96,7%) kao one napravljene od sveže pripremljenih rastvora.
Pored toga, ovaj aditiv minimizira defekte u solarnim ćelijama, dodatno poboljšavajući njihove performanse. Kao rezultat toga, efikasnost konverzije energije solarne ćelije porasla je sa prethodnih 22,61% na 24,31%. Eksperimentalni rezultati su otkrili da je solarna ćelija pokazala izuzetnu stabilnost, zadržavajući preko 98% svojih početnih performansi čak i nakon izlaganja visokoj temperaturi od 85 stepeni tokom 72,5 dana.
Profesor Choi iz DGIST-ovog Odeljenja za energetski inženjering je izjavio: „Ovo istraživanje je pokazalo da se problem jona koji se lako oštećuju u tradicionalnom procesu zasnovanom na rastvoru perovskita može rešiti korišćenjem aditiva koji koristi vodonične veze.
„Verujemo da će ovaj aditiv igrati ključnu ulogu u prevazilaženju izazova termičke nestabilnosti koji treba rešiti za komercijalizaciju solarnih ćelija.“
