Новое испытание на ускоренное старение перовскитных солнечных батарей

Исследование и его цель

Международная группа исследователей под руководством Берлинской лаборатории материалов и энергетики имени Гельмгольца (HZB) провела исследование, направленное на оценку деградации перовскитных солнечных элементов. Основной целью было изучение влияния миграции ионов на долговечность устройств.

Методика исследования

Ученые использовали метод непрерывного электрического смещения в сочетании с фазами покоя в темноте. Это позволило выявить определенные режимы деградации, связанные с окружающей средой. В ходе испытаний были изучены стеклостеклянные перовскитные устройства при различных уровнях напряжения.

Результаты

Исследователи обнаружили, что при напряжении выше 1,2 В происходит быстрая деградация, связанная с миграцией ионов. Это приводит к затруднению переноса заряда, росту макроскопических дефектов и увеличению рекомбинации. Однако в фазе покоя после смещения эти эффекты частично восстанавливаются.

Сравнение с реальными условиями

Сравнение с результатами 20-месячных испытаний на открытом воздухе показало, что сезонные колебания температуры и интенсивности света влияют на динамику миграции ионов. Это подтверждает, что предложенный метод может быть эффективным инструментом для моделирования деградации в реальных условиях.

Практическое значение

Метод ускоренного старения без освещения может стать недорогой альтернативой для проверки устойчивости перовскитных модулей к деградации. Это особенно важно для лабораторий, работающих с прототипами, так как традиционные методы освещения требуют значительных затрат времени и ресурсов.

Планы на будущее

Команда планирует продолжить исследования, чтобы определить универсальность метода для различных конструкций устройств и выявить другие механизмы деградации.

Участники исследования

В работе приняли участие ученые из:

• Берлинского центра материалов и энергетики имени Гельмгольца
• Высшей школы техники и техники Берлина (HTW Berlin)
• Билефельдского университета
• Люблянского университета
• Национального центра солнечной энергии им. Бен-Гуриона
• Университета Бен-Гуриона в Негеве
• Университета Греноблевых Альп
• Исследование было опубликовано в журналах ACS Energy Letters и Nature Energy.

Источник - https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S259012302501045X