Forskare från Sydkorea, ledda av professor Sung-Yeon Jang vid Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), har nått fram till ett genombrott som kan förändra framtiden för solenergi. Deras skapelse, en kvantprick-solcell med en effektivitet på 18,1%, markerar en milstolpe i utvecklingen av nästa generations solcellsteknologi.
Detta framsteg är resultatet av en innovativ metod där forskarna använt organiska katjonbaserade perovskit kvantprickar (PQDs), vilket resulterat i solceller med oöverträffad stabilitet och minskade interna defekter. Denna metod har lett till en effektivitetsnivå som aldrig tidigare skådats för denna typ av solceller, en bedrift som bekräftas av det amerikanska National Renewable Energy Laboratory (NREL).
Kvantprickarna (QDs), som är halvledande nanokristaller, har potential att revolutionera solenergin tack vare sin förmåga att anpassa elektriska egenskaper baserat på storlek. Denna flexibilitet, kombinerat med en tillverkningsprocess som inte kräver substrattillväxt, öppnar upp för enklare och mer kvalitetssäkrad produktion.
Forskarnas metod för ligandutbyte, som involverar att en stor molekyl binds till ytan på en QD, har övervunnit tidigare utmaningar. Denna process har historiskt sett varit problematisk då den kunde introducera fel som sänkte effektiviteten. Genom användning av alkylammoniumjodid har dock teamet uppnått en högre grad av kontroll, vilket resulterat i en markant förbättrad prestanda för PQDs, från 13% till 18,1%.
Denna teknik, som nu erbjuder både hög effektivitet och stabilitet, representerar ett stort steg framåt i utvecklingen av hållbara energikällor. Sang-Hak Lee, studiens försteförfattare, poängterar vikten av deras arbete för att adressera tidigare hinder med organiska PQDs, vilket belyser forskningens potential att förändra solcellsbranschen.
Publicerad i Nature Energy den 27 januari 2024, denna studie har genomförts med stöd från det koreanska forskningsrådet NRF och ’Globala grundforskningslaboratorieprojektet’, vilket utgör ett betydande bidrag till materialforskningen inom området QD-solceller.
