I en ny forskningsartikel publicerad i Naturenergi Tidigare den här månaden, Professor Michael McGehee och hans forskargrupp visar hur man dramatiskt kan förbättra stabiliteten hos tenninnehållande perovskitmaterial som används i staplade solceller, möjliggör upp till 30 % effektkonverteringseffektivitet.

Dessa staplade perovskitsolceller kan vara ett billigt alternativ till kiselsolpaneler som fungerar med endast 20 % effektivitet. McGehee och hans team har utvecklat perovskite-staplingsmetoder i flera år i ett försök att öka effektiviteten för energiomvandlingen.

"Innan denna forskning, den främsta uppfattade barriären var att perovskiten med ett lågt bandgap – utformad för att skörda den infraröda delen av spektrumet – inte var stabil, ", sa McGehee. "Genom en kombination av att förbättra själva perovskithalvledaren och välja rätt kontakter för att extrahera laddningen, vi har visat att solcellen med lågt bandgap kan vara ganska stabil."

Perovskite solceller i synnerhet har hög potential för innovativa tillämpningar. De kan placeras på flexibla plastytor, möjliggör skapandet av effektiva men lätta celler. Dessa kan användas som kraftkällor på obemannade flygfarkoster eller drönare, möjliggör längre flygtider.

"Det blev klart för mig på 1990-talet att förhindrande av globala klimatförändringar skulle bli den viktigaste utmaningen som forskare och ingenjörer skulle behöva ta itu med, ", sa McGehee. "Det finns många olika sätt som människor kan bidra på, men eftersom jag älskar att arbeta med material, Jag bestämde mig för att jag skulle ägna min karriär åt att utveckla solcellstekniken till en punkt där den kan generera minst 10 %, om inte 50 %, av den energi som jordens befolkning behöver.

"Jag har arbetat med många olika sorters solceller och provat massor av saker som inte fungerade innan jag så småningom var på rätt plats vid rätt tidpunkt med en stark grupp studenter och samarbetspartners för att göra dessa extraordinära tandemsolceller med perovskithalvledare. "

McGehee och hans grupp kommer att fortsätta att söka nya sätt att öka effektiviteten hos perovskitsolceller, inklusive ett samarbete med forskare vid National Renewable Energy Laboratory för att demonstrera lönsamheten av att koppla ihop flera solceller för att bilda större, kraftfullare paneler.