Перовскит и сенсибилизированные красителем солнечные элементы были предложены в качестве энергоэффективных и экономичных конкурентов кремниевым солнечным элементам, присутствующим в настоящее время на рынке. До сих пор разработка клеток-претендентов была сосредоточена в основном на изучении и повышении их эффективности. Однако для того, чтобы клетки стали коммерчески жизнеспособными, клетки должны иметь достаточный срок службы, а не только быть эффективными.Исследователи из Университета Аалто проанализировали 261 тест на старение, проведенный на перовските и сенсибилизированных красителями солнечных элементах.
Были обнаружены серьезные недостатки как в том, как сообщались результаты, так и в том, как проводились тесты.«Примерно в половине исследований старения данные были опубликованы только для одного солнечного элемента.
Изучение только одной ячейки не дает достаточного количества данных для надежного сравнения того, как разные материалы стареют, то есть теряют эффективность с течением времени », — говорит докторант Арми Тиихонен.Исследователи также обнаружили другие недостатки в исследованиях стабильности.
Только треть тестов сообщила об интенсивности видимого и ультрафиолетового света, влажности и температуре. В большинстве тестов — 52% — интенсивность УФ-излучения не упоминалась. Ультрафиолетовый свет является значительным стрессовым фактором для большинства типов солнечных элементов, сокращая срок их службы больше, чем чистый видимый свет.
Около половины тестов на старение проводились исключительно в темноте. Только 15 тестов было проведено на открытом воздухе, и три теста были проведены с использованием модулей, состоящих из нескольких соединенных вместе ячеек. Это противоречит принципу тестирования ячеек в условиях, в которых они будут использоваться, что является требованием для коммерциализации.
Область исследований требует смелости и более тесного сотрудничества.Неадекватно сообщенные условия испытаний снижают надежность результатов и замедляют разработку новых технологий солнечных элементов. Исследователи Aalto надеются, что в этой области можно найти более смелый подход, чтобы тесты на старение также могли быть реализованы в реальных условиях, в которых клетки также будут использоваться для производства энергии.
«Сфера нуждается в общих стандартах. Высококачественные стандартизированные тесты с подробными отчетами укрепят доверие промышленности и инвесторов к технологиям », — говорит доцент Кати Миеттунен, руководившая работой.Исследователи составили подробный контрольный список для проведения высококачественных тестов на старение и того, как учитывать условия тестирования и как выбирать измерения, которые будут проводиться во время тестирования.
«Было бы важно заранее оценить, сколько клеток необходимо для получения статистически достоверного результата», — говорит Тиихонен.Команда также предлагает организовать серию конференций для установления общих руководящих принципов и стандартов для испытаний на старение. Это потребует тесного сотрудничества с другими игроками на поле.
Например, в исследованиях кремниевых элементов стандарты устанавливаются коммерческими организациями, тогда как стандарты для новых органических солнечных элементов, изготовленных из таких материалов, как проводящие полимеры, разрабатываются исследовательскими группами.«Наше исследование также является открытым приглашением для обсуждения.
Мы надеемся, что в будущем сотрудничество между международным исследовательским сообществом будет расширяться », — добавляет Тиихонен.