Een oranje perovskietkristal op de cryostaat

Perovskietzonnecellen kunnen een rendement van 18% behalen door de verschillende lagen van het perovskiet op hoge temperatuur op het substraat te gieten. Dit is niet de hoogste efficiëntie ooit gehaald voor dit type zonnecel maar het komt wel in de buurt, melden Amerikaanse onderzoekers in Science.

Om deze hoog efficiënte zonnecellen te maken goten de onderzoekers een heet mengsel van loodjodide en methylammoniumchloride op een nog warmer substraat. Daarna werd het substraat gespincoat, dit is het hard ronddraaien van de plaat om een gelijkmatige en dunne laag te vormen. De structuur die zich dan vormt lijkt op die van het mineraal perovskiet en wordt dan ook perovskiet-kristal genoemd. In dit proces zijn deze kristallen groter dan bij andere methodes. Dit komt door de aanwezigheid van grote hoeveelheid warm oplosmiddel, waardoor de kristallen minder snel afkoelen en zo langer blijven groeien.

Deze grote kristallen zijn de sleutel voor het succes van de perovskietzonnecellen. Bij eerdere technieken is de efficiëntie onder andere lager omdat de elektronen blijven steken in de oneffenheden van het materiaal. Met deze nieuwe techniek blijft de hoeveelheid oneffenheden beperkt.

Ook onderzoekers uit Canada en Saoedi-Arabië houden zich met deze zonnecellen bezig blijkt uit hetzelfde nummer van Science. Ted Sargent en Osman Bakr hebben de krachten gebundeld en voor het eerst een groot perovskiet kristal geanalyseerd. Met lasers is er gekeken naar de bewegingen van elektronen in perovskiet gemaakt van loodhalides en methylamine. Uit de data blijkt dat de efficiëntie nog lang niet zijn hoogtepunt heeft bereikt. Grote perovskiet kristallen hebben namelijk veel minder oneffenheden dan andere semiconductoren zoals silicium.