Perovskiet zonnecel doorstaat duurtest - en is efficiënt

Perovskietkristallen worden zowel chemisch als structureel aangetast. De kristallen ontbinden als ze niet goed beschermd worden, wat hun levensduur aanzienlijk vermindert.

Het dik opeenpakken van het materiaal, dat verantwoordelijk is voor het omzetten van fotonen in elektriciteit, vermindert op zijn beurt de efficiëntie. Zo is er onlangs een extreem duurzame perovskietzonnecel gepresenteerd. Deze kan echter nauwelijks de helft van de efficiëntie van een zonnepaneel op basis van silicium bieden.

Dit klinkt heel anders in de studie van Rice University, Texas. De efficiëntie van hun zonnepaneel wordt op meer dan 24 procent geschat - meer dan de huidige commerciële zonne-energiesystemen.

Tegelijkertijd verloor het in een stresstest bij 85 °C (185 °F) en 1000 uur volledig gebruik slechts 3 procent van zijn output. Gebaseerd op 24 procent, bleef er 23,3 procent over na de beproeving, die bedoeld is om meerdere jaren gebruik te simuleren.

Dit werd bereikt door perovskietkristallen te combineren met een ander kristal dat bestaat uit formamidinium, lood en jodium. Een tweedimensionale laag perovskiet diende als basis waarop het tweede kristal kon groeien.

Beide componenten kregen stabiliteit, die de stoffen afzonderlijk niet hebben. Hun structuren vulden elkaar echter perfect aan tijdens het proces. Normaal gesproken zouden twee dagen in zonlicht genoeg moeten zijn om de eerste beschadigingen in het kristalrooster te ontdekken. De nieuwe cel die uit beide kristallen bestond, was na drie weken nog steeds onberispelijk.

En de gepresenteerde methode voor het produceren van duurzame perovskietcellen heeft nog een voordeel: Temperaturen van 150 °C (300 °F) zijn voldoende, wat niet alleen de productie kosteneffectiever maakt, maar bijvoorbeeld ook het gebruik van flexibele materialen als basis voor de zonnecellen mogelijk maakt.

Het onderzoeksteam moet echter nog werken aan de grootte van hun zonnepanelen. Het effectieve bruikbare oppervlak van hun zeer stabiele cel is slechts 0,5 vierkante centimeter (0,08 vierkante inch). Zelfs de hoogste efficiëntie helpt hier niet veel.