نجح باحثون من الأكاديمية الصينية للعلوم وجامعة داليان جياوتونغ في تصنيع وحدة شمسية صغيرة تعتمد على مادة بيروفسكايت خالية من جزيئات ميثيل أمونيوم، محققين كفاءة تحويل طاقة بلغت 22.7% لمساحة نشطة تبلغ 54.80 سم².
معالجة عدم الاستقرار الحراري
تسهم جزيئات ميثيل أمونيوم في زيادة عدم الاستقرار الحراري النموذجي لأجهزة البيروفسكايت الكهروضوئية، حيث تتحلل عند درجات الحرارة المرتفعة وتطلق مواد متطايرة تؤدي إلى تدهور البنية البلورية وتكوين يوديد الرصاص، مما يقلل الكفاءة. وتغلب الفريق على هذه العقبة عبر استراتيجية إضافات مزدوجة تعتمد على ثيوسيانات الروبيديوم وثيوسيانات الفورماميدينيوم.
توسيع نافذة المعالجة بتقنية الطلاء بالفتحة
استخدم الباحثون تقنية الطلاء بالفتحة (Slot-die coating) المناسبة للتصنيع واسع النطاق، والتي تتيح ترسيباً متحكماً به للأحبار على أسطح كبيرة. وسّعت الإضافات المزدوجة نافذة المعالجة لتتجاوز 100 ثانية، مما مكن من تشكيل أفلام كثيفة ذات حبيبات بلورية كبيرة وتدرج تركيبي رأسي موحد وإجهاد متبقٍ منخفض.
نتائج كفاءة واستقرار متميزة
سجلت الخلايا صغيرة المساحة كفاءة 26.16%، بينما حققت الوحدة الأكبر 22.7%، مقارنة بـ 15.8% لوحدة مرجعية بدون إضافات. وأظهرت الأجهزة غير المغلفة استقراراً تشغيلياً عالياً، محتفظة بـ 97.76% من كفاءتها الأولية بعد 1300 ساعة تشغيل مستمر عند 65 درجة مئوية، مقابل 65.86% للأجهزة المرجعية. ونُشرت الدراسة في دورية "أدفانسد ماتيريالز".