페로브스카이트 태양전지의 마지막 아킬레스건을 덮는 새로운 코팅

페로브스카이트는 태양전지 분야에서 실리콘을 빠르게 성장시키고 있지만 내구성이라는 한 가지 큰 단점이 있습니다. 이제 페로브스카이트 태양전지가 1,000시간 사용 후에도 99%의 효율로 작동하도록 유지하는 새로운 치료법이 나타났습니다.

실리콘 태양전지는 수십 년 전부터 먼저 시작했지만, 페로브스카이트는 약 15년 ​​만에 그 격차를 빠르게 좁히고 있습니다. 효율성이 실리콘에 근접할 뿐만 아니라 더 저렴하고 가벼우며 더 유연합니다.

그러나 물론 문제가 있습니다. 페로브스카이트는 요소에 노출되면 분해되는 경향이 있습니다. 이는 수십 년 동안 하루 종일 태양 아래에 있도록 설계된 장치에는 이상적이지 않습니다. 과학자들은 무엇보다도 부피가 큰 분자, 2D 첨가제, 머리카락으로 만든 탄소 나노점 또는 양자점을 추가하여 이를 강화하는 실험을 해왔습니다.

이제 한 팀은 페로브스카이트를 보호하기 위해 새로운 접착제를 사용했습니다. BondLynx라고 불리는 이 제품은 원래 캐나다 소재 회사인 XlynX에서 다른 목적으로 생산한 후 태양전지에서 테스트를 진행했습니다.

페로브스카이트의 문제는 물질의 유기 성분이 열과 빛에 의해 활성화되어 빠져나와 페로브스카이트를 약화시키고 태양전지의 다른 물질을 손상시킬 때 시작됩니다. BondLynx는 유기 성분과 화학적 공유 결합을 형성하여 유기 성분이 흔들리는 것을 방지하고 효율성을 감소시키는 가교제입니다.

연구팀은 페로브스카이트 태양전지를 BondLynx로 처리한 다음 장기간 열과 빛에 노출시켜 처리되지 않은 태양전지와 비교하여 얼마나 잘 작동하는지 확인했습니다. 태양전지는 24%의 효율로 시작했으며, 시뮬레이션된 햇빛에 1,000시간 동안 지속적으로 노출된 후에도 이 효율의 거의 99%를 유지했습니다. 이에 비해 처리되지 않은 태양전지는 같은 기간 동안 동일한 조건에서 원래 효율의 35%를 잃었습니다.

또한 태양전지는 600시간 동안 60°C(140°F)의 일정한 열에 노출되었습니다. BondLynx 처리 그룹은 그 기간 동안 거의 98%의 효율성을 유지한 반면, 통제 그룹은 27%의 효율성을 잃었습니다.

테스트는 몇 달 동안만 수행되었지만 처리된 세포가 효율성을 거의 잃지 않았다는 사실은 훨씬 더 오랫동안 견딜 수 있음을 시사합니다. 또 다른 최근 코팅이 페로브스카이트 태양전지의 수명을 30년으로 추정하는 것과 함께, 이 용감한 새로운 경쟁자는 아킬레스 건을 패치하고 곧 태양 패권을 위해 실리콘에 도전할 수도 있습니다.

이 연구는 저널 Joule에 게재되었습니다.

출처: XlynX