Hållbara aluminiumnanopartiklar förlänger livslängden för perovskitsolceller 10x

Forskare vid University of Surrey och samarbetspartner har undersökt hur små partiklar av aluminiumoxid, Al₂O₃, påverkar perovskitsolceller. I ett bestämt värmetest behöll cellerna sin funktion betydligt längre än jämförelsecellerna. Studien publicerades i EES Solar. Resultatet gäller laboratorieceller, inte färdiga solpaneler med garanterat tio gånger längre livslängd utomhus.

Varför är stabilitet ett problem?

Perovskiter kan omvandla ljus till el effektivt, men materialens egenskaper kan försämras av värme, fukt och kemiska förändringar. Utmaningar vid gränsen mellan materialskikten kan också skapa ojämn elektrisk ledning. Forskarna placerade nanopartiklar av aluminiumoxid vid ett dolt gränsskikt och jämförde dem med ett vanligt modifierande polymermaterial, PFN–Br.

Vad visade mätningarna?

Originalstudien rapporterar att celler med aluminiumoxid hade jämnare elektroniska egenskaper, jämnare ledningsförmåga och bättre stabilitet än jämförelseceller med PFN–Br. Aluminiumoxiden bidrog även till att fånga upp jod som bildas när perovskiten bryts ned.

Vid ett förvaringstest i värme på 65 °C, kallat ISOS-D-2, nådde aluminiumoxidcellerna en T80-tid på 1 530 timmar, jämfört med omkring 160 timmar för den utvalda PFN–Br-konstruktionen. T80 betyder tiden tills prestandan har fallit till 80% av sitt ursprungliga värde. Det är ungefär tio gånger längre i just denna jämförelse; siffran är inte en allmän prognos för alla solpanelers livslängd i verkliga klimat.

Vad återstår?

Forskningen kan bidra till mer hållbara perovskitceller, men större moduler, längre drift, varierande väder och tillverkningskostnader måste undersökas. Studien fastslår inte att nya paneler blir billigare eller kommer ut på marknaden om två till fem år.

Företagssammanhang

First Solar tillverkar främst tunnfilmspaneler med kadmiumtellurid, en annan solcellsteknik än perovskiten i denna studie. Företaget anges inte som deltagare i forskningen. Resultaten ger därför ingen direkt prognos för dess produkter eller aktiekurs.

First Solar, Inc. (FSLR )

Senaste nytt om First Solar:

Källa: Perera, W. H. K. m.fl., EES Solar 1, 115–128 (2025), doi:10.1039/D4EL00029C.