Perovskiitistä aurinkokennoja nopeasti

Nopea valmistustapa voisi edistää perovskiittisten aurinkokennomoduulien kaupallistamista, mikä olisi vihreä vaihtoehto perinteisille piistä valmistetuille aurinkopaneeleille.

Vaikka perovskiittiset aurinkokennot ovat lupaavia, niiden luontainen epävakaus on merkittävä haaste, mikä vaikeuttaa niiden valmistamista tuotannollisessa mittakaavassa.

Stanfordin yliopistossa on kehitetty uusi erittäin nopea tapa tuottaa vakaita perovskiittikennoja ja koota niistä aurinkopaneeleja.

"Tämä työ on uusi virstanpylväs perovskiittituotannolle", kertoo tutkimuksen vanhempi kirjoittaja Reinhold Dauskardt."

Vastatakseen suurtuotannon haasteeseen Dauskardtin tiimi otti käyttöön äskettäin kehittämänsä ja patentoimansa tekniikan, jossa on kaksi suutinta tuottaa ohutkalvoja nopeasti perovskiitista. Yksi suutin päällystää lasiruudun nestemäisen perovskiitin kemiallisten esiasteiden liuoksella, kun taas toinen vapauttaa erittäin reaktiivisen ionisoidun kaasuplasmapurskeen.

Tutkijoiden innovaatio käyttää plasman korkean energian lähteenä muuttamaan nestemäinen perovskiitti nopeasti ohutkalvoiseksi aurinkokennoksi yhdessä vaiheessa. Perinteinen käsittely vaatii noin puolen tunnin lämpökäsittelyn.

Nopean menetelmänsä avulla Stanfordin tiimi pystyi tuottamaan 12 metriä perovskiittikalvoa minuutissa - noin neljä kertaa nopeammin kuin piikennon valmistamiseen.

Tutkijatiimi arvioi, että heidän perovskiittimoduuleja voidaan valmistaa noin 25 sentillä neliöjalkaa kohden - paljon vähemmän kuin 2,50 dollaria neliöjalkaa kohden, joka tarvitaan tyypillisen piimoduulin tuottamiseen.

He loivat onnistuneesti myös perovskiittimoduuleja, jotka jatkoivat toimintaansa 15,5 prosentin hyötysuhteella, vaikka ne olisivat olleet hyllyllä viisi kuukautta.

Tavanomaiset piimoduulit tuottavat sähköä noin viidellä sentillä kilowattitunnilta. Kilpaillakseen piin kanssa perovskiittimoduulit olisi kapseloitava säänkestävään kerrokseen, joka pitää kosteuden poissa vähintään vuosikymmenen ajan. Tutkimusryhmä tutkii nyt uusia kapselointitekniikoita ja muita tapoja parantaa merkittävästi kestävyyttä.

"Jos pystymme rakentamaan perovskiittimoduulin, joka kestää 30 vuotta, voimme alentaa aurinkosähkön hinnan alle kahteen senttiin kilowattitunnilta", Rolston sanoo, yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin: Vakaita perovskiitteja