На патот до сончеви ќелии без олово и стабилни перовските
Калај наместо олово
На сликата се прикажани промените во структурата на FASnI3: PEACl филмовите за време на третманот на различни температури.
Најдобрите перовскитни соларни ќелии се исклучително ефикасни, но содржат токсично олово. Сончевите ќелии без олово досега имаат постигнато само ниско ниво на ефикасност, кое исто така рапидно опаѓа. Ново дело на меѓународна соработка сега покажува колку може да се произведат стабилни перовскитни слоеви кои содржат калај наместо олово. Органските соединенија го штитат калајот од оксидација и обезбедуваат стабилност.
Халидните перовскити се особено ветувачки меѓу новите материјали за соларни ќелии. За неколку години, ефикасноста на ваквите сончеви ќелии на перивските се зголеми од неколку проценти на над 25%. За жал, најдобрите сончеви ќелии на перивските содржат токсично олово, што претставува опасност за околината. Сепак, изненадувачки е тешко да се замени водството со помалку токсични елементи. Една од најдобрите алтернативи е калајот. Халидните перовскити со калај наместо олово треба да имаат одлични оптички својства, но во пракса нивната ефикасност е просечна и брзо се влошува. И ова брзо „стареење“ е неговиот главен недостаток: калајните катјони во структурата на перовскиот реагираат многу брзо со кислородот од околината, така што нивната ефикасност се намалува.
Сега меѓународната соработка предводена од Антонио Абате, ХЗБ и haао-Куи Ванг, Институт за функционални нано-и меки материјали (ФУНСОМ), Универзитетот Соочув, Кина, постигна пробив што го отвора патот за нетоксични соларни ќелии базирани на перовските кои обезбедуваат стабилна изведба за подолг временски период. Тие исто така користат калај наместо олово, но создадоа дводимензионална структура со вметнување на органски групи во материјалот, што доведува до т.н. 2D фази на Радслден попер.
"Ние користиме фенилетиламониум хлорид (PEACl) како додаток на слоевите на перовскит. Потоа спроведуваме термичка обработка додека молекулите на PEACl мигрираат во слојот на перовскиот. Ова доведува до вертикално подредени купишта дводимензионални кристали на перивскит", објаснува првиот автор д-р. Менг Ли.Ли е пост-доктор во групата на Абате и организираше тесна соработка со кинеските партнери. Во објектот за зрачење со синхротрон во Шангај (SSRF) тие беа во можност прецизно да ја анализираат морфологијата и кристалните својства на филмовите на перовските по разни третмани за лемење.
Најдоброто од овие сончеви ќелии без олово достигна ефикасност од 9,1 процент и високи вредности на стабилност, како во дневни услови, така и во мракот. Молекулите на PEACl се акумулираат помеѓу кристалните слоеви на перовскит како резултат на термичката обработка и формираат бариера што спречува оксидирање на калајните калај. „Оваа работа го отвора патот за поефикасни и стабилни соларни ќелии без олово“, убеден е Абате.