Cycles de chaleur Forme la durabilité des cellules de la pérovskite
par Robert Schreiber
Berlin, Allemagne (SPX) 06 mars 2025
Les cellules solaires de la pérovskite combinent une efficacité élevée avec de faibles coûts de manufacturing mais sont confrontés à des défis dans le maintien des performances sur des décennies d’exposition extérieure. Dans une revue complète publiée dans Nature Evaluations Supplies, une équipe internationale dirigée par le professeur Antonio Abate a examiné remark les cycles de température répétés modifient les microstructures cellulaires et les interactions entre les couches. Leur travail indique que la contrainte thermique est un principal moteur de dégradation des matériaux.
Les pérovskites halidés métalliques peuvent atteindre des efficacités jusqu’à 27% tout en nécessitant un matériau et une énergie minimales pendant la fabrication, un facteur qui pourrait réduire considérablement le coût de l’énergie solaire. Néanmoins, l’ambition de garantir un rendement énergétique steady pendant 20 à 30 ans en extérieur reste insatisfait, soulignant le besoin de matériaux plus robustes.
L’étude collaborative a réuni des consultants de Chine, d’Italie, d’Espagne, de Royaume-Uni, de Suisse et d’Allemagne. En partenariat avec le professeur Meng Li de l’Université Henan, la recherche a documenté des années d’investigation montrant que les fluctuations drastiques de la température sapent de manière critique les performances des cellules solaires de pérovskite à halide métallique.
Dans des situations réelles, les modules solaires sont confrontés à des oscillations quotidiennes et de température saisonnière. Comme l’affaire Abate, « lorsqu’elle est utilisée à l’extérieur, les modules solaires sont exposés aux intempéries et aux saisons », indiquant que même avec une safety efficace de l’humidité, les cellules subissent des variations thermiques significatives de moins 40 degrés Celsius à plus de 100 degrés Celsius dans certaines régions.
Pour imiter des situations encore plus difficiles, l’étude a soumis les cellules à des cycles de température extrêmes de moins 150 degrés Celsius à plus de 150 degrés Celsius à plusieurs reprises. Le Dr Guixiang Li a examiné remark ces cycles ont modifié la microstructure de la couche de pérovskite et perturbé ses interactions avec les couches adjacentes.
Ces oscillations de températures sévères induisent un stress dans le movie de pérovskite ainsi qu’aux interfaces entre les matériaux différents. Comme l’explique Abate, « Dans une cellule solaire de pérovskite, les couches de matériaux très différents doivent être en contact parfaite; malheureusement, ces matériaux ont souvent des comportements thermiques assez différents, » conduisant à une adhésion intercouche plus faible, à des transitions de section locales et à la diffusion des éléments.
S’appuyant sur ces idées, les chercheurs proposent des mesures pour améliorer la stabilité à lengthy terme. Comme l’affaire Abate, «la contrainte thermique est la clé» et l’étude préconise d’améliorer la qualité cristalline des constructions de pérovskite et d’utiliser des couches de tampon appropriées pour atténuer la déformation thermique. L’équipe prévoit également des protocoles de take a look at standardisés pour permettre des comparaisons efficaces des résultats de durabilité.
Rapport de recherche:Factors de résilience pour les halogénures photovoltaïques de pérovskite sous cyclage de température
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