Perovskietsonsel

Perovskietsonselle is in 2023 'n veelbelowende nuwe vorm van sonselle.

Die doeltreffendheid se toename

Die materiale

Haliedperovskiete is 'n familie van materiale wat hoë werkverrigtings en lae produksiekoste kombineer. Die naam perovskiet kom van die feit dat die meest van hulle 'n kristalstruktuur besit soos die E2₁- struktuur van die strukturbericht-klassifikasie of 'n struktuur wat daarvan afgelei is, soos die mineraal perovskiet (CaTiO₃) self.

Hulle is haliedperovskiete omdat hulle haliede (chloriede, bromiede of iodiede) is, nie oksiede soos CaTiO₃ self nie.

Geskiedenis

In 2009 het die eerste perovskietselle slegs 3% energieopbrengs afgegee, maar in 2023 het die doeltreffendheid reeds bo 25% toegeneem. En daar is nog baie navorsing op hierdie gebied. Perovskietselle kan in dunne lae aangebring word omdat hulle sonlig baie sterk absorbeer. Hulle werkverrigting as dunnelaagselle is beter as enige ander behalwe III-V-tecnologieë. Hulle bandgaping kan maklik aangepas word deur die chemiese samestelling te verander en hulle kan op ander selle met 'n ander gaping aangebring word. Dit beteken dat hulle vermag die teoretiese limiet van 33% waaraan selle met net een bandgaping onderwerp is, te deurbreek.

Bandgaping

Die kritalstruktuur van MAPI

Die bandgaping van bv. metielammoniumloodjodied CH₃NH₂PbI₃, ook MAPI genoem, word dikwels as direk beskou en dit sou ten dele verklaar waarom die werkverrigting beter is as in byv silikon, wat se bandgaping indirek is. Maar die rekombinasiespoed in MAPI is verrassend laag, wat ook gunstig is. Tianyi Wang et al. verklaar dit deurdat die gaping tog effens indirek is deur die spin-baankoppeling van die sware loodatoom. Onder 325 MPa druk verdwyn hierdie effek in 'n omkeerbare faseoorgang.

Nadele

Daar is nogtans nadele wat oorwin moet word vir 'n suksesvolle kommersialisering.

1. Baie perovskietselle bevat lood en loodverf het bewys tot vergifitingsprobleme te lei. Daar is egter ook sisteme wat pleks lood tin(II)jodied gebruik.
2. Die stabiliteit en duursaamheid is dikwels 'n probleem. Sonselle moet liefs 50 jaar op 'n dak lê
3. Die grootskaalse produksie vereis die oplossing van baie praktiese probleme
4. Daar is nog vrae van validasie, verifikasie van die werkverrigting en bankbaarheid wat opgelos moet word om finansiële ondersteuning te verkry

'n Groot probleem is die duursaamheid van die sel. Sy werkverrigting verswak dikwels vinnig onder buitetoestande as gevolg van UV-straling, hitte en vog. In 2024 het OxfordPV egter berig dat hul selle 25% doeltreffendheid bereik en slegs 1% daarvan in die eerste jaar verloor en selfs minder in die daaropvolgende tyd.