Źródło: imec-int.com
Imec, partner w EnergyVille, we współpracy z Uniwersytetem Cypryjskim, wykazał długoterminową stabilność perowskitowych modułów słonecznych na zewnątrz.
Minimoduły 4 cm2, opracowane w imec/EnergyVille, zostały kompleksowo ocenione w ciągu dwóch lat w rzeczywistych warunkach na Cyprze i wykazały niezwykłe utrzymanie sprawności energetycznej na poziomie 78 procent po roku, podczas gdy obecne perowskitowe moduły słoneczne zachowują jedynie przez tygodnie. Te obiecujące odkrycia należą do pierwszych rzeczywistych wyników, które dotyczą problemów ze stabilnością, które obecnie utrudniają komercjalizację perowskitowych ogniw słonecznych.
W ciągu ostatniej dekady perowskity metalohalogenkowe okazały się obiecującym materiałem do ogniw fotowoltaicznych (PV) nowej generacji dzięki ich unikalnym właściwościom optycznym i elektronicznym. Wraz z postępem w zakresie materiałów i inżynierii ogniwa te wykazały szybką poprawę wydajności konwersji mocy (PCE).
Jednakże wyzwania związane ze stabilnością pozostają główną przeszkodą w powszechnym przyjęciu, ponieważ ulegają degradacji pod wpływem wilgoci, światła i ciepła. Standardowe testy w pomieszczeniach zamkniętych w kontrolowanym środowisku, które w sposób ciągły naśladuje promieniowanie słoneczne, służą jedynie jako wskaźnik zastępczy wydajności w warunkach rzeczywistych. Warunki środowiskowe, takie jak zmienne oświetlenie, temperatura i pogoda, wpływają na wydajność ogniw. Mimo to tylko kilka grup badawczych badało wydajność perowskitu fotowoltaicznego na zewnątrz, koncentrując się głównie na małych ogniwach, a nie modułach.
W ciągu ostatnich dwóch lat firma imec przeprowadziła kompleksowe badanie wydajności swoich perowskitowych modułów fotowoltaicznych na zewnątrz. Minimoduły o wymiarach 4 cm2i opracowane na Uniwersytecie imo-imomec Hasselt i imec/EnergyVille w Belgii, zostały przetestowane we współpracy z Uniwersytetem Cypryjskim.
Najtrwalsze moduły zachowały 78 procent początkowego współczynnika PCE po roku spędzonym na zewnątrz na Cyprze. Świadczy to o ich obiecującej stabilności w porównaniu z obecnymi perowskitowymi modułami słonecznymi, które zachowują taką wydajność na zewnątrz jedynie przez tygodnie lub miesiące. Dzięki konfiguracji na zewnątrz odkryto również stały wzorzec degradacji wydajności w ciągu dnia i regeneracji w nocy. Ponadto bogactwo danych umożliwiło eksplorację za pomocą modelu uczenia maszynowego, który wykazał silną korelację z rzeczywistą mocą wyjściową, podkreślając jej potencjał w zakresie prognozowania przyszłej wydajności.
„Badania te stanowią znaczący postęp w zrozumieniu degradacji perowskitowych modułów słonecznych w warunkach rzeczywistych. Dzięki dalszej poprawie wydajności naszych minimodułów, które zostały zaprojektowane z myślą o zwiększaniu skali, odkrycia te mogą przyspieszyć drogę do komercjalizacji tę obiecującą technologię” – stwierdziłTomka Aernoutsa, Menedżer ds. badań i rozwoju w imec/UHasselt/EnergyVille.
Aby uzyskać głębszy wgląd w zachowania degradacyjne w różnych strefach klimatycznych, moduły zostaną również ocenione w deszczowym klimacie Brukseli, na suchej pustyni Nowego Meksyku oraz w klimacie umiarkowanym Madrytu i Fryburga.
Odkrycia opisano w całości w artykule „Diurnal Changes and Machine Learning Analysis of Perovskite Modules Based on Two Years of Outdoor Monitoring”, który można znaleźć w ACS Energy Letters.
Badanie to zostało częściowo sfinansowane przez Unię Europejską w ramach projektu TESTARE (ID grantu: 101079488).
