Un tratament cu plasmă ajută celulele solare din perovskit să îmbine eficiența cu durabilitatea

Un tratament de suprafață pe bază de plasmă a permis celulelor solare din perovskit să mențină o eficiență ridicată de conversie a energiei, rezistând totodată degradării în teste solicitante. Dezvoltat de o echipă de la Universitatea din Beijing, tratamentul a redus defectele la o interfață critică cu aproximativ un ordin de mărime. O celulă cu suprafață mică a atins o eficiență de 27,2%, iar un modul de 100 de centimetri pătrați a ajuns la 24,0%, cu o eficiență certificată de 23,5%.

Perovskiții sunt materiale fotovoltaice promițătoare deoarece absorb eficient lumina, pot fi prelucrați la temperaturi relativ scăzute și pot fi utilizați în dispozitive flexibile. Totuși, rețeaua lor cristalină relativ moale este predispusă la defecte de suprafață care duc la pierderi de energie, perturbă deplasarea ionilor și accelerează scăderea performanței.

Cercetătorii au folosit mai întâi plasmă de argon pentru a îndepărta stratul superficial bogat în defecte. Specii chimice de fluor activate de o a doua plasmă au reacționat apoi cu ionii de plumb expuși, formând un strat protector continuu de fluorură de plumb, cu o grosime de doar 4–7 nanometri, fără a deteriora structura cristalină de dedesubt.

În testele de stabilitate, o celulă mică a păstrat 98,1% din eficiența inițială după 2.000 de ore la 85°C, sub lumină solară simulată. Un modul etanșat a păstrat 99,3% după 1.600 de ore la 65°C. Dispozitivele au trecut și testele de expunere la ultraviolete, solicitare termică, polarizare inversă și cicluri zi-noapte. Performanța pe termen mai lung în condiții reale rămâne de demonstrat, însă cercetarea oferă o cale mai ușor de controlat către module durabile din perovskit, cu suprafețe mai mari.