Paul van Gerven
20 October 2017

Onderzoekers van het Zwitserse EPFL hebben de eerste duurzame perovskietzonnecellen gemaakt met een hoog rendement.

Hoewel het rendement van perovskietzonnecellen zich sinds hun ‘ontdekking’ enkele jaren geleden in spectaculair tempo heeft ontwikkeld, kan dat niet worden gezegd over hun duurzaamheid. Ook op dat gebied werd weliswaar verbetering gerealiseerd, maar degradatie bleef commerciële toepassing in de weg staan.

Dat probleem lijkt nu opgelost. Onderzoekers van EPFL hebben perovskietzonnecellen gemaakt die minimale degradatie combineren met een hoog rendement van meer dan twintig procent. Bovendien wisten de Zwitsers een duur materiaal te vervangen door een spotgoedkoop alternatief.

perovskiet
Foto: EPFL/M. Grätzel

De doorbraak is te danken aan twee aanpassingen. Ten eerste ontwikkelden de onderzoekers een verbeterde depositiemethode voor koperthiocyanaat, een verbinding die helpt gaten efficiënt af te voeren. Dat leverde een aanzienlijk beter rendement op dan in eerdere pogingen met hetzelfde materiaal, vergelijkbaar zelfs met veel duurdere hole transport layers.

Maar erg stabiel waren de zonnecellen daarmee nog niet. De oorzaak daarvan traceerden de onderzoekers naar het grensvlak tussen koperthiocyanaat en de gouden elektrode. Door daartussen een dun laagje gereduceerd grafeenoxide te leggen, slaagden ze erin de zonnecel een stuk stabieler te krijgen. De cellen wisten 95 procent van hun oorspronkelijke rendement vast te houden tijdens een duizend uur durende standaard testprocedure bij zestig graden Celsius.

Dankzij dat resultaat lijkt het commerciële tijdperk van perovskiet-pv nabij. ‘Dit is een grote doorbraak in perovskiet-pv-research. Het maakt de weg vrij voor commerciële toepassing van deze veelbelovende technologie’, belooft hoofdonderzoeker Michael Grätzel van EPFL.