Perowskity były gorącym tematem badań w ostatnich latach, ponieważ mają wiele obiecujących właściwości elektrycznych i optycznych.

Jednak chociaż materiały te mogą być potencjalnie bardzo przydatne w produkcji ogniw słonecznych, nadal pewne ograniczenia utrudniają ich skuteczne wykorzystanie.

Zespół naukowców z Massachusetts Institute of Technology zrobił znaczne postępy w kierunku zrozumienia sposobu poprawy wydajności perowskitów poprzez modyfikację materiału za pomocą intensywnego światła.

Drobne wady w krystalicznej strukturze perowskitu mogą utrudniać konwersję światła słonecznego na energię elektryczną. „Dowiadujemy się, że defekty istniejące w strukturach mogą być „wyleczone” przez światło", mówi Stranks, naukowiec z Instytutu. Wady te, zwane pułapkami, mogą powodować rekombinacje elektronów z atomami, zanim elektrony dotrą do miejsca w krysztale, gdzie ich ruch może być wykorzystany.

Podczas intensywnego naświetlenia próbek naukowcy odkryli, że jony jodkowe – atomy pozbawione elektronów, więc niosące ładunek elektryczny – przyczyniły się do usunięcia większości wad na badanym obszarze.

"Po raz pierwszy pokazaliśmy, że możliwa jest migracja jonów, pozwalająca oczyścić warstwę bez zastosowania pola elektrycznego czy magnetycznego", komentuje Stranks. Efekt ten zaobserwowano już wcześniej, jednak naukowcy z MIT jako pierwsi wykazali, że poprawa była spowodowana naświetlaniem.

Praca naukowców koncentruje się na poszczególnych rodzajach materiałów, znanych jako organiczno-nieorganiczne perowskity metalohalogenkowe, które są uważane za obiecujące dla zastosowań takich jak ogniwa słoneczne, diody elektroluminescencyjne (LED), lasery i detektory światła. Niestety w praktyce skuteczność różnych partii tych materiałów lub nawet w różnych miejscach tej samej warstwy jest wysoce zmienna i nieprzewidywalna.

Badania miały na celu wykazać, co było przyczyną tych rozbieżności i jak je zmniejszyć lub wyeliminować. Celem poprzedniej pracy była eliminacja wad cienkowarstwowych perowskitów dzięki zastosowaniu zabiegów elektrycznych lub chemicznych, ale "możemy zrobić to samo za pomocą światła", mówi Stranks. Jedną z zalet jest to, że technika ta nie tylko pomaga poprawić właściwości materiału, ale działa także jak sonda do ich delikatnej obserwacji.

Stranks wyjaśnia, że ​​"ostatecznym celem jest stworzenie ogniw wolnych od defektów" , a wynikająca z tego poprawa efektywności może być przydatna do zastosowań w emisji oraz przechwytywania światła. Efekty naświetlenia zwykle zmniejszają się z czasem, więc obecnie wyzwaniem jest utrzymanie efektu wystarczająco długo, aby było to praktyczne.

Niektóre formy perowskitów mają być skomercjalizowane w przyszłym roku.

Źródło: www.solardaily.com