מקור: מגזין pv
צוות חוקרים בינלאומי בראשות ג'וליאן סטיל מאוניברסיטת KU Leuven בבלגיה טוען כי פיתח תהליך לשיפור היציבות התרמית של אחד החומרים הפרובסקיטיים המבטיחים ביותר ליישום PV: CsPbI3.
"אחד המכשולים הגדולים ביותר לפריסה מסחרית של תאים סולאריים perovskite הוא חוסר היציבות שלהם," אמר סטיל. "עלות המרכיבים שלהם נמוכה, היעילות שלהם מרקיעה שחקים אך היציבות שלהם נותרה בעייתית."
כל הגרסאות הפרובסקיטיות שהתגלו עד היום רגישות כימית. חשיפה לאוויר, לחות, אור וחום עלולה לשנות את הקשרים הכימיים שלהם ולבזות אותם. סטיל אמר כי שילוב צזיום בפורמולה של CsPbI3 הופך את החומר לחזק יותר אך גם מביא לחוסר יציבות שלב, מה שמעלה חשש חדש עבור יצרני תאים סולאריים לגבי השאלה אם המולקולות ישנו פריסה בכל עת.
פולימורפיזם, כידוע, מרתיע עבור היצרנים. מעל 320 מעלות צלזיוס, CsPbI3 מאמצת מבנה גבישי ההופך אותו לשחור ואטום; בטמפרטורת החדר הוא חוזר לתצורה אמורפית המעניקה לו צבע צהבהב. הצורה האחרונה מפחיתה באופן משמעותי את ספיגת האור ואת היעילות של כל תא סולרי בו ישולב החומר.
במשך שנים התהליך המסדיר את השינוי בשלב ב- CsPbI3 לא היה ברור. החוקרים הצליחו לכפות שלב גבישי על ידי שילוב של תרכובות כימיות חדשות בשכבות הפרובסקיטים שלהם, או על ידי שינוי גודל הגבישים מהם הורכבו. עם זאת, איש עדיין לא הצליח להסביר מדוע הטריקים האלה עובדים. חידה חוזרת ונשנית נוגעת לסיבה ששכבות המחוטאות בתנאים זהים הופכות לפעמים לצהובות ולעיתים שחורות כאשר הן מתקררות לטמפרטורת החדר.
מתח גבוה
מדידות שנערכו במתקן הקרינה הסינכרוטרון האירופי בגרנובל, צרפת, זיהו לאחרונה מועמד שעשוי להניע מעבר שלב: המצע עליו מופקדת שכבת הפרובסקייט.
במאמר שפורסם במדע, Steele הסביר את הצומת בין שכבת הפרובסקייט לבין משטח הזכוכית עליו היא מיושמת עלול לגרום למתח בתוך השכבה שיכול לקשר בין השלב הרצוי כתוצאה מכך.
על פי המחקר, שכלל מדענים ב -11 מרכזי מחקר בשלוש יבשות, הממשק בין perovskite לבין מצע הנוצר במהלך חישול בטמפרטורה גבוהה נותר גם לאחר חזרה לטמפרטורת הסביבה. אם ירידת הטמפרטורה תלולה למדי, perovskite יכול לשמור על רשת הגביש של הממשק ולהסתגל אליו.
שכבת הפרובסקייט משתרעת "כמו אקורדיון" כשהיא מחוממת, אמרה סטיל. החוקרת המובילה הוסיפה: "כשהוא מקורר שכבה זו מנסה לדחוס שוב אך הממשק שהוא יצר עם המצע שומר על התרחבותו. הוכחנו במחקר שלנו כי ניתן לנצל את המתח הזה בין שכבת הפרובסקייטים למצע כדי לייצב את השלב הגבישי ההופך את שכבות הפרובסקייטים השחורים. "
