På gränsen till att konkurrera ut nuvarande tunnfilmssolceller, perovskite solceller verkar förkroppsliga en idealisk solcell med hög effektivitet och låg kostnad. Dock, de har dålig långsiktig stabilitet, vilket fortfarande är en utmaning. Besläktade med detta är märkliga fenomen som förekommer i perovskitmaterial och -anordningar, där mycket långsamma mikroskopiska processer orsakar en slags "minneseffekt".

Till exempel, att mäta effektiviteten hos en perovskitsolcell kan bero på saker som hur länge enheten är upplyst före mätning eller hur spänningen applicerades. Några år sedan, denna effekt, känd som strömspänningshysteres, ledde till tvister om att exakt bestämma effektiviteten av perovskiter. Ett annat exempel på dessa oklara processer är en (delvis) återhämtning av en tidigare nedbruten solcell under dag-natt-cykling.

Sådana effekter är ett problem när man mäter solcellsprestanda som en funktion av frekvens, vilket är ett typiskt mått för att karakterisera dessa enheter mer i detalj (impedansspektroskopi). De leder till stora signaler vid låga frekvenser (Hz till mHz) och gigantiska kapacitansvärden (mF/cm ² ), inklusive konstigt, "ofysiska" negativa värderingar som fortfarande är ett pussel för forskarsamhället.

Nu, kemiingenjörer från Anders Hagfeldts labb vid EPFL har löst mysteriet. Leds av Wolfgang Tress, en vetenskapsman i Hagfeldts labb, de fann att de stora perovskitkapacitanserna inte är klassiska kapacitanser i betydelsen laddningslagring, men bara visas som kapacitanser på grund av cellernas långsamma svarstid.

Det visar forskarna genom mätningar i tidsdomänen och med olika spänningsskanningshastigheter. De finner att ursprunget för den skenbara kapacitansen är en långsam modifiering av strömmen som passerar kontakten mellan solcellerna, som regleras av en långsam ackumulering av mobil jonladdning. En långsamt ökande ström ser ut som en negativ kapacitans i impedansspektra.

Arbetet belyser samspelet mellan den fotovoltaiska effekten i dessa enheter och jonledningsförmågan hos perovskitmaterial. Att få en sådan djupgående förståelse bidrar till strävan efter skräddarsydda, stabila perovskitsolceller.