Stabielere perovskietcellen (afb: UCLA/Shaun Tan)

Al heel wat tijden wordt aangekondigd dat de perovskiet-zonnecellen nu echt de wereld gaan veroveren, maar tot nu toe is dat er  nog steeds niet van gekomen. Er staan wat praktische probleempjes in de weg zoals de giftigheid van de benodigde stoffen of de instabiliteit van die cellen. Nu schijnt weer een groep naar eigen zeggen een belangrijke horde te hebben overwonnen om die cellen marktrijp te maken door ze meer stabiliteit te geven. Dat zou zijn verwezenlijkt door het productieproces aan te passen.
Perovskieten zijn stoffen die een bepaalde kristalstructuur gemeenschappelijk hebben. Metaalhalogenideperovskieten staan volop in de belangstelling vanwege hun mogelijkheden als efficiënte omzetters van zonlicht in elektriciteit. Die kunnen bovendien flinterdun zijn. Perovskietzonnecellen zijn veel goedkoper te fabriceren als de gebruikelijke siliciumcellen, maar ze hebben het grote nadeel dan hun rendement vrij snel daalt.
“Dat gebeurt veel sneller dan in siliciumcellen”, zegt Yang Yang van de universiteit van Californië in Los Angeles. “Ons onderzoek toont aan waardoor dat gebeurt en er is een makkelijke oplossing”, zegt hij met veel bravoure. Voor hem staan perovskietcellen op het punt daarmee de markt te bestormen.

Een gewone oppervlaktebehandeling om de fouten in de kristalstructuur te verwijderen voor perovskietcellen bestaat uit het bedekken van het perovskiet met een laag organische ionen die het oppervlak te negatief geladen maakt. Die methode is bedoeld om het omzettingsrendement op te voeren, maar de onderzoekers ontdekten dat die behandeling ook zorgt voor verstoring van de kristalstructuur op den duur, waardoor de perovskietcellen snel in rendement achteruitgaan.

Neutraler

Met die kennis gewapend bedachten ze een neutralere behandeling met positief en negatief geladen ionen voor de oppervlaktebehandeling, waardoor ze een minder geladen oppervlak kregen maar waarbij ook de defecten in de kristalstructuur werden gecorrigeerd.

Vervolgens deden ze versnelde verouderingsproeven met kunstlicht (als een zon die altijd op is). Na meer dan 2000 uren bleef er nog 87% van het oorspronkelijke rendement over. Bij siliciumcellen is dat rendement dan al met 35% gedaald. “Onze cellen zijn de stabielste tot nu toe”, zegt medeonderzoeker Shaun Tan. “Tegelijkertijd hebben we nieuwe kennis verworven waarmee de gemeenschap verder kan om nog stabielere perovskietzonnecellen te ontwikkelen.”

Bron: Science Daily