Perovskits solceller lockar uppmärksamhet som nästa generations solbatterimaterial tack vare deras låga bearbetningskostnad och utmärkta solcellskvalitet. Dock, det är svårt att kommersialisera dem eftersom deras nyckelmaterial - perovskit - är sårbart för ljus och fukt.

Nyligen, ett POSTECH -forskargrupp har utvecklat ett organiskt distansmolekylärt tillsatsmedel som kan förbättra både fotoelektrisk effektivitet och stabilitet för perovskit.

Ett POSTECH -forskargrupp ledd av professor Kilwon Cho och doktorand. kandidat Sungwon Song vid Institutionen för kemiteknik har lyckats tillverka perovskitsolceller som är mycket effektiva och stabila genom att drastiskt minska koncentrationen av inre defekter i kristallerna samt öka perovskites fuktmotstånd genom att introducera en ny organisk distansmolekyltillsats i perovskitkristallen. Studien publicerades som ett omslagspapper i det senaste numret av Avancerade energimaterial , en av de mest auktoritära tidskrifterna inom energiområdet.

Genom att lägga till organiska distansjoner för att lösa problemet, forskargruppen utvecklade ett hybrid perovskit fotovoltaiskt lager där två- och tredimensionella perovskiter samexisterar. Organiska distanser skapar tvådimensionella perovskitstrukturer på ytan av 3-D perovskitkristaller. Dessa strukturer fungerar som ett stabiliserande skikt som ökar motståndskraften mot fukt på grund av dess egenskap att avvisa vatten.

Dessutom, det upptäcktes för första gången att detta nyligen introducerade organiska distansorgan minimerar mekanisk påfrestning av de två- och tredimensionella perovskitkristallgränssnitten, vilket främjar kärnkraftsproduktionen och tillväxten av 3-D perovskitkristallen. Som ett resultat, de inre defekterna i det fotoreaktiva skiktet-3-D perovskitkristallerna-har minskat dramatiskt.

Solcellerna som utvecklats av forskargruppen uppnådde 21,3% effektivitet och säkerställde fuktstabilitet för att bibehålla mer än 80% av deras initiala effektivitet även efter 500 timmar under 60% av relativa fuktighetsförhållanden.

"Denna studie har presenterat ett nytt perspektiv på organisk distansmolekylär design för realisering av högpresterande och stabila perovskitsolceller, "påpekade professor Kilwon Cho som ledde studien. Han tillade, "Det förväntas vara en källteknologi som kan bidra till kommersialiseringen av perovskits solcellsteknik."