منبع: pv-magazine
یک تیم بین المللی از محققان به سرپرستی جولیان استیل در دانشگاه KU لوون بلژیک ادعا می کند که فرآیندی را برای بهبود پایداری حرارتی یکی از امیدوارکننده ترین مواد پراسکskite برای کاربرد PV: CsPbI3 ایجاد کرده است.
استیل گفت: "یكی از بزرگترین موانع استقرار تجاری سلولهای خورشیدی پروكسایت ، ناپایداری آنهاست." "هزینه مواد تشکیل دهنده آنها کم است ، راندمان آنها بسیار زیاد است اما پایداری آنها همچنان مشکل ساز است."
تمام انواع پروسکایت کشف شده تا به امروز از نظر شیمیایی حساس هستند. قرار گرفتن در معرض هوا ، رطوبت ، نور و گرما می تواند پیوندهای شیمیایی آنها را تغییر داده و آنها را تخریب کند. استیل گفت که ترکیب سزیم در فرمولاسیون CsPbI3 باعث می شود مواد محکم تر شوند اما بی ثباتی فاز را نیز ایجاد می کند و نگرانی جدیدی را برای تولید کنندگان سلولهای خورشیدی ایجاد می کند که آیا این مولکول ها در هر زمان چیدمان را تغییر می دهند.
همانطور که مشخص است ، پلی مورفیسم برای تولید کنندگان ناامید کننده است. در بیش از 320 درجه سانتیگراد ، CsPbI3 یک ساختار بلوری را تصویب می کند که آن را سیاه و مات می کند. در دمای اتاق ، پیکربندی بی نظیری را از سر می گیرد که به آن رنگ زرد می بخشد. فرم دوم به میزان قابل توجهی جذب نور و راندمان هر سلول خورشیدی را که در آن ماده درج می شود بطور چشمگیری کاهش می دهد.
برای سال ها ، روند حاکم بر تحول فاز در CsPbI3 نامشخص بود. محققان با وارد کردن ترکیبات شیمیایی جدید در لایه های پروسکایت ها یا تغییر اندازه بلورهایی که از آنها تشکیل شده بودند ، توانستند یک مرحله کریستالی را تحمیل کنند. با این حال ، هنوز کسی موفق نشده است توضیح دهد که چرا این ترفندها کار می کنند. یک معمای مکرر مربوط به این مسئله است که چرا لایه های آنیل در شرایط یکسان گاهی اوقات هنگام خنک شدن در دمای اتاق ، زرد و گاهی سیاه می شوند.
تنش شدید
اندازه گیری های انجام شده در مرکز تابش اروپایی سنکروترون در گرنوبل ، فرانسه ، اخیراً نامزدی را شناسایی کرد که ممکن است انتقال فاز را هدایت کند: بستر که لایه پروسکایت در آن قرار دارد.
در مقاله ای در علوم ، استیل توضیح داد که اتصالی بین لایه perovskite و سطح شیشه ای که روی آن اعمال شده است می تواند باعث ایجاد تنش در داخل لایه شود که در نتیجه قادر به در هم آمیختن فاز مورد نظر است.
براساس این مطالعه ، که دانشمندان در 11 مرکز تحقیقاتی در سه قاره را درگیر کرده است ، رابط بین پروسکایت و بستر که در هنگام پخت و پز در دمای بالا تشکیل می شود ، حتی پس از بازگشت به دمای محیط باقی مانده است. اگر افت دما کاملاً شیب دار باشد ، پروسکایت می تواند مش کریستالی رابط را حفظ کرده و با آن سازگار شود.
استیل گفت: لایه پروسکایت هنگام گرم شدن "مانند یک آکاردئون" گسترش می یابد. این محقق سرب افزود: "هنگام سرد شدن ، این لایه سعی می کند مجدداً فشرده شود ، اما رابط کاربری که با بستر ایجاد شده است ، آن را طولانی تر می کند. ما در مطالعه خود نشان داده ایم که این تنش بین لایه perovskites و بستر می تواند برای تثبیت فاز بلوری که باعث لایه های سیاه پروسکایت می شود مورد سوء استفاده قرار بگیرد. "
