EnergyVille/imec en universiteit van Cyprus bevestigen langetermijnstabiliteit van perovskiet zonnecellen
LEUVEN (Belgium), 7 JANUARI, 2024—Onderzoekscentrum imec, partner in EnergyVille, heeft samen met de Universiteit van Cyprus voor het eerst de langetermijnstabiliteit van perovskiet zonnecellen aangetoond buiten het lab. Zonnecel-minimodules ontwikkeld bij imec/EnergyVille, werden uitgebreid getest in reële buitenomstandigheden. Na één jaar bleken ze nog meer dan 78 procent van hun initiële rendement te behouden, wat huidige perovskiet modulen maar behouden voor weken. Als deze veelbelovende bevindingen bevestigd worden, dan ligt de weg vrij om perovskiet zonnecellen effectief op grote schaal te gaan inzetten.
Perovskieten zijn een veelbelovend materiaal voor de volgende generatie fotovoltaïsche (PV) cellen; ze hebben een hoog ladingstransport, zijn eenvoudig te verwerken en hebben uitstekende opto-elektronische eigenschappen, waardoor een dun laagje materiaal voldoende is om zonlicht om te zetten naar elektrische energie. Deze unieke eigenschappen trokken wereldwijd de aandacht, waardoor onderzoekers erin slaagden de efficiëntie van perovskiet zonnecellen in sneltempo te verbeteren. Maar hun beperkte stabiliteit belemmert vandaag nog steeds de commercialisering; de cellen degraderen door interactie met vocht, licht en warmte.
De voorbije jaren onderzocht imec/EnergyVille manieren om perovskiet zonnecellen stabieler te maken. Stabiliteitsproeven werden totnogtoe voornamelijk uitgevoerd in labo’s. Maar het nabootsen van zonnestraling in het labo is geen nauwkeurige benadering van reële omstandigheden, waar variërend licht, temperatuur en het weer, de prestaties van zonnecellen beïnvloeden.
Daarom heeft imec, partner met UHasselt in imo-imomec en EnergyVille, de voorbije twee jaar een uitgebreide studie uitgevoerd naar de buitenprestaties van eigen perovskiet PV-modules. De minimodules, met een oppervlakte van 4 cm², werden getest samen met de Universiteit van Cyprus. De meest duurzame modules behielden na een jaar buiten in Cyprus 78 procent van hun initiële efficiëntie – een uitstekend resultaat voor perovskietzonnecellen, gezien zulke efficiëntie bij huidige modules al na weken verloren gaat.
“Dankzij dit onderzoek begrijpen we beter hoe perovskiet zonnecellen in reële omstandigheden degraderen. Aangezien onze minimodules zijn ontworpen met verdere opschaling in gedachten, zijn deze resultaten een cruciale stap richting de verdere ontwikkeling en commercialisering van deze veelbelovende technologie,” aldus Tom Aernouts, R&D Manager bij imec/UHasselt/EnergyVille.
Om verdere inzichten te krijgen in het degradatiegedrag in diverse klimaatzones, worden de modules verder onderzocht in het regenachtige Brussel (samen met Engie), in de droge woestijn van Nieuw-Mexico, en in Madrid en Freiburg.
De bevindingen zijn beschreven in het wetenschappelijke artikel ‘Diurnal Changes and Machine Learning Analysis of Perovskite Modules Based on Two Years of Outdoor Monitoring’, gepubliceerd in ACS Energy Letters.
Dit onderzoek werd deels gefinancierd door de Europese Unie via het TESTARE project (beurs ID: 101079488)