Imec en Universiteit van Cyprus tonen langetermijnstabiliteit van perovskiet zonnecellen

Onderzoekscentrum imec en de Universiteit van Cyprus hebben de langetermijnstabiliteit van perovskiet zonnecellen aangetoond buiten het lab. Zonnecel-minimodules werden getest in reële buitenomstandigheden. Na één jaar hadden ze nog 78 procent van hun initiële rendement. Dit behouden huidige perovskiet modulen slechts enkele weken. ‘Als deze bevindingen bevestigd worden, dan ligt de weg vrij om perovskiet zonnecellen effectief op grote schaal te gaan inzetten’, aldus de onderzoekers. 

De bevindingen zijn beschreven in het wetenschappelijke artikel ‘Diurnal Changes and Machine Learning Analysis of Perovskite Modules Based on Two Years of Outdoor Monitoring‘, gepubliceerd in ACS Energy Letters.

Perovskieten zijn een veelbelovend materiaal voor de volgende generatie fotovoltaïsche (PV) cellen; ze hebben een hoog ladingstransport, zijn eenvoudig te verwerken en hebben uitstekende opto-elektronische eigenschappen, waardoor een dun laagje materiaal voldoende is om zonlicht om te zetten naar elektrische energie. Maar hun beperkte stabiliteit belemmert echter nog de commercialisering; de cellen degraderen door interactie met vocht, licht en warmte.

De voorbije jaren onderzocht imec/EnergyVille manieren om perovskiet zonnecellen stabieler te maken. Stabiliteitsproeven werden totnogtoe voornamelijk uitgevoerd in laboratoria. Maar het nabootsen van zonnestraling in het lab is geen nauwkeurige benadering van reële omstandigheden, waar variërend licht, temperatuur en het weer, de prestaties van zonnecellen beïnvloeden.

Daarom is de voorbije twee jaar een studie uitgevoerd naar de buitenprestaties van perovskiet PV-modules. De minimodules, met een oppervlakte van 4 cm², werden getest samen met de Universiteit van Cyprus. De meest duurzame modules behielden na een jaar buiten in Cyprus 78 procent van hun initiële efficiëntie – een uitstekend resultaat voor perovskietzonnecellen, aangezien dergelijke efficiëntie bij huidige modules al na weken verloren gaat.  

Om verdere inzichten te krijgen in het degradatiegedrag in diverse klimaatzones, worden de modules verder onderzocht in het regenachtige Brussel, in de droge woestijn van Nieuw-Mexico, en in Madrid en Freiburg.