Miten toimii perovskiitti aurinkokenno?

Epäorgaanis-orgaaniset perovskiittiset hybridiaurinkokennot ovat saavuttaneet yllättävän korkeita tehomuunnoksen hyötysuhteita.

Utahin yliopiston ja University of Texas at Dallasin tutkijat ovat setvineet joitakin salaisuuksista tämän edulliset kennot mahdollistavan materiaalin suorituskyvystä.

Tutkijoilla on jo aiempaa osaamista magneettikentän vaikutuksista ja he halusivat nähdä, josko magneettikenttien vaikutukset kertoisivat, miksi tämän hybridin hyötysuhde on niin korkea?

Magneettikentän avulla on mahdollista etsiä spineihin liittyviä vihjeitä elektronien ja aukkojen käyttäytymisestä puolijohdeyhdisteissä.

Fysiikan professori Z. Valy Vardeny toteaa magneettikentän vaikutuksien osoittavan, että materiaali ei ole eksitonista eli se ei ole samanlaista kuin orgaanisten aurinkokennojen aineet. Se toimii pikemminkin piikennon tavoin.

Washingtonin ja Oxfordin yliopiston tutkijat puolestaan esittävät, että perovskiittimateriaalit, joilla yleensä uskotaan olevan yhtenäinen koostumus, todellakin sisältävät tehokkuutta pilaavia vikakohtia.

Tutkimusryhmä käytti erilaisia kuvantamismenetelmiä ja löysi materiaalin kiderakenteissa pimeitä tai huonosti toimivia alueita. Lisäksi, he huomasivat, että he voisivat korjailla joitakin pimeitä alueita yksinkertaisella kemiallisella käsittelyllä.

Tutkijat havaitsivat muuntotehokkuuden kasvavan jopa 25 prosenttia kemiallisella korjailulla. Lopullisena tavoitteena olisi saada koko kalvo tasaisesti ehjäksi, jolloin voisi tehdä aurinkokennoja, jotka toimivat termodynaamisen hyötysuhteen rajoilla toteavat tutkijat Oxfordin tiedotteessa.

Teoreettinen raja muuntaa auringonvaloa sähkötehoksi on 33 prosenttia. Perovskiittiin tukeutuvat aurinkokennot yltävät jo 20 prosenttiin ja parhaat piikennot 26 prosenttiin.