L'efficienza di questo modulo è certificata dal National Renewable Energy Laboratory degli Stati Uniti. È costituito da celle solari in perovskite con un'efficienza stabile del 23,6%, una tensione a circuito aperto di 1,17 V, una densità di corrente di cortocircuito di 24,1 mA/cm-2 e un fattore di riempimento di 0,842.
Un team di scienziati dell’Università della Carolina del Nord ha sviluppato un mini modulo solare in perovskite con un’efficienza di conversione energetica del 19,3% applicando un nuovo metodo di ingegneria dell’interfaccia.
'Questi pannelli sono progettati per scopi generali, il che significa che tutte le applicazioni per le quali saranno adatti i pannelli fotovoltaici convenzionali,' ha detto al Photovoltaic Magazine il ricercatore dell'UNC Jinsong Huang.
Il dispositivo è costruito con una nuova tecnologia per stabilizzare l'interfaccia perovskite-substrato incorporata nelle celle solari utilizzate. I ricercatori hanno spiegato che i metodi comuni precedentemente si concentravano sulla stabilizzazione dell’interfaccia dell’elettrodo perovskite-metallo attraverso la passivazione superficiale o trattamenti post-produzione. 'La degradazione delle celle solari in perovskite inizia nell'interfaccia, compresi gli elettrodi di perovskite-metallo e i substrati di perovskite, che sono ricchi di difetti,' hanno pubblicato nel documento 'Science' 'Per moduli di perovskite ad alte prestazioni Stabilizzare l'interfaccia del substrato di perovskite' ha sottolineato. 'L'interfaccia inferiore incorporata stabile è importante quanto l'interfaccia superiore.'
Il team statunitense ha scoperto che intorno a queste interfacce sono concentrati vuoti ad alta densità e che la perovskite attorno a questi vuoti si degrada più velocemente. La loro formazione è attribuita alla presenza di dimetilsolfossido (DMSO), che è un solvente non volatile e viene solitamente utilizzato per migliorare la morfologia del film di perovskite vicino al fondo del film di perovskite.
Il solvente è sostituito da un additivo solido di coordinazione del piombo di idrazide di carbonio (CBH). Gli scienziati sostengono che questo additivo può ridurre la formazione di vuoti e allo stesso tempo agire come un efficace agente riducente per ridurre le sostanze nocive. Lo iodio si forma nel materiale perovskite. Lo studioso spiega: 'Il CBH difficilmente evapora durante la ricottura termica, quindi rimane nel film di perovskite.'
Secondo loro, questo nuovo additivo può produrre un'efficienza stabile del 23,6%, una tensione a circuito aperto di 1,17 V, una densità di corrente di corto circuito di 24,1 mA/cm-2 e un fattore di riempimento di 0,842. La pellicola di perovskite utilizzata nella batteria viene preparata mediante un metodo di rivestimento a coltello a temperatura ambiente.
Gli scienziati hanno poi utilizzato queste celle per produrre micromoduli con efficienze del 19,3% e 19,2% e aree di apertura rispettivamente di 18,1 e 50 cm2. Questi risultati sono stati certificati dal National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, che ha testato 112 mini-pannelli inviati dal team di ricerca dell'UNC. Più della metà delle apparecchiature ha mostrato un'efficienza superiore al 19%, di cui circa il 77% superiore al 18,5%. 'Inoltre, la stabilità a lungo termine del micromodulo di perovskite ad alta efficienza è stata testata anche attraverso risultati statistici', hanno spiegato ulteriormente. 'Dopo 1.000 ore di immersione in una luce solare simulata a 50 gradi Celsius, i cinque micromoduli hanno mantenuto l'85% dell'efficienza di conversione energetica iniziale.'
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