Aan halide perovskieten moet je meten, niet rekenen

Het onderzoek is gepubliceerd in Materials Horizons.

Zonnecellen van halide perovskieten kunnen zich qua efficiëntie meten met de beste silicium cellen en zijn veel gemakkelijker te vervaardigen. Doordat ze van zouten zijn gemaakt, kunnen ze bijvoorbeeld worden geprint als een gewone inkt.

Het feit dat het zouten zijn, brengt echter ook een nadeel met zich mee. Zouten zijn ionische materialen, wat betekent dat de ionen zich binnen het materiaal kunnen verplaatsen. En dat zorgt voor degradatie.
Wetenschappers proberen deze migratie daarom al jaren te doorgronden, maar de tot nu toe ontwikkelde theorieën kwamen niet overeen met de praktijk.

Nu hebben de onderzoekers de exacte migratie van de ionen gemeten met een methode die al 25 jaar bestaat. Deze methode is gebaseerd op de meting van de capaciteitsverandering die wordt veroorzaakt door het driften van de mobiele ionen als gevolg van een elektrische puls. Door deze capaciteitsverandering te meten bij verschillende temperaturen, kunnen belangrijke natuurkundige eigenschappen worden gemeten, zoals de activeringsenergie, de diffusiecoëfficiënt en de concentratie van mobiele ionen.

De onderzoekers hebben nu aangetoond dat deze methode snel en accuraat resultaten oplevert voor het perovskiet methylammonium-loodjodide. In dit perovskiet bewegen zich zowel organische (methylammonium) als anorganische (jodide) ionen, elk op hun eigen tempo. Het onderzoek toont definitief aan dat veel theoretische berekeningen niet kloppen met de praktijk en maakt toekomstig onderzoek zo gemakkelijker.