ENGINEERINGNET.BE - De meeste zonnecellen worden nu nog gemaakt met siliciumkristallen, een relatief eenvoudig materiaal. Zonnecellen met pure perovskieten zijn echter veel efficiënter dan silicium in het omzetten van zonne-energie.
Maar de meest veelbelovende soort perovskieten, cesiumloodtriiodide (CsPbI3), is onstabiel bij kamertemperatuur. Onder deze omstandigheden hebben ze een gele kleur, omdat de atomen in het kristal geen perovskietstructuur vormen.
Opdat de kristallen zonlicht efficiënt kunnen absorberen om er elektriciteit van te maken, moeten ze deze structuur aannemen en behouden. Hierdoor worden de kristallen zwart.
Een internationaal team van wetenschappers, onder leiding van KU Leuven, ontdekte dat de kristallen de gewenste zwarte toestand kunnen aannemen door een dunne laag van perovskieten aan een glasplaat te hechten.
De perovskieten worden verhit tot 330 graden Celsius, waardoor ze uitzetten en zich aan het glas hechten. Na de verwarming worden de perovskieten onmiddellijk afgekoeld tot kamertemperatuur. Dit proces fixeert de atomen in de kristallen, waardoor hun beweging wordt beperkt en ze zwart blijven.
“In onze studie kozen we voor CsPbI3 omdat deze perovskieten erg goed presteren”, legt Dr. Julian Steele van KU Leuven uit. “Het is ook een van de meest onstabiele soorten perovskieten, wat betekent dat de methode ook zou moeten werken voor andere onstabiele perovskieten.”
Hoe de binding precies gebeurt, is nog steeds een raadsel. “Inzicht in hoe dit mechanisme werkt, is nodig om zonnepanelen te kunnen ontwikkelen die pure perovskietkristallen gebruiken,” zegt Steele.
“Er zijn drie pijlers die de kwaliteit van zonnecellen bepalen: prijs, stabiliteit en prestaties. Perovskieten scoren hoog op prestaties en prijs, maar hun stabiliteit is nog steeds een groot probleem."
"Aangezien het instapniveau om zonnepanelen met perovskieten te maken relatief laag is, kunnen ze bijvoorbeeld zeer gunstig zijn voor mensen in ontwikkelingslanden met een beperktere infrastructuur.”
