Từ những đột phá về hiệu quả chuyển đổi quang điện của tế bào và các vấn đề về độ ổn định của thiết bị, đến chế tạo mô-đun diện tích lớn, đến các ứng dụng đa dạng của tế bào trong mờ và có thể đeo linh hoạt, pin mặt trời perovskite đã mở ra một cột mốc quan trọng trong năm qua. phát triển.
Đột phá về hiệu suất chuyển đổi quang điện
Vật liệu tế bào perovskite lai hữu cơ-vô cơ có các đặc tính quang điện tuyệt vời như khoảng cách dải phù hợp và có thể điều chỉnh được, khả năng hấp thụ quang phổ mặt trời mạnh, khoảng cách vận chuyển chất mang dài và khả năng chịu trạng thái khuyết tật cao.
Trong năm qua, hiệu suất chuyển đổi quang điện của các cấu trúc thiết bị khác nhau của pin mặt trời perovskite đã tạo ra những bước đột phá lớn và nó có thể phù hợp với hiệu quả của các tế bào dựa trên silicon tiêu chuẩn thương mại.
So với cấu trúc chính thức ban đầu được phát triển cho các tế bào perovskite, các thiết bị có cấu trúc chuyển đổi có ưu điểm là xử lý ở nhiệt độ thấp, không có hiệu ứng trễ rõ ràng, quy trình chuẩn bị đơn giản và có thể được kết hợp với vật liệu pin mặt trời truyền thống trong cấu trúc xếp chồng lên nhau. Sự tái hợp không bức xạ giữa các bề mặt chủ yếu làm cho hiệu suất chuyển đổi quang điện của nó tương đối thấp, điều này hạn chế sự phát triển của nó.
Nhóm nghiên cứu của Zhu Rui từ Đại học Bắc Kinh và các nhà nghiên cứu từ Đại học Oxford và Đại học Surrey đã cùng nhau phát triển một công nghệ tăng trưởng thứ cấp có thể xử lý bằng giải pháp cho các tinh thể perovskite.
Như thể hiện trong hình trên, chất lượng của màng perovskite đã được cải thiện rất nhiều, điện áp mạch hở và hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời perovskite dựa trên cấu trúc xuyên phẳng đã được cải thiện.
Lần đầu tiên, họ đề xuất phương pháp "tăng trưởng thứ cấp được hỗ trợ bởi guanidine", phương pháp này đi tiên phong trong việc kiểm soát các đặc tính bán dẫn của vật liệu perovskite, nhờ đó giảm đáng kể tổn thất năng lượng của quá trình tái hợp không bức xạ trong thiết bị, điều rất quan trọng đối với việc bù đắp của điện áp hở mạch.
Bằng cách điều chỉnh độ rộng vùng cấm của vật liệu perovskite, lần đầu tiên đạt được điện áp mạch hở cao 1,21 V trong một thiết bị có cấu trúc xuyên, nhờ đó đạt được hiệu suất chuyển đổi quang điện trong phòng thí nghiệm cao nhất là 21,51%. Được chứng nhận bởi Viện Đo lường Trung Quốc, hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin cao tới 20,90%, hiện là hiệu suất chuyển đổi quang điện cao nhất dựa trên cấu trúc trans, tạo nền tảng cho sự phát triển hơn nữa của pin cấu trúc composite nhiều lớp.
Để giải thích thêm về sự tái hợp không bức xạ giữa các thiết bị pin, nhóm của Neher từ Đại học Potsdam ở Đức và nhóm của Unold từ Đại học Swansea ở Vương quốc Anh đã nhận ra sự tái hợp ban đầu không bức xạ của các vật liệu giao diện bán dẫn hữu cơ thông qua quá trình phát quang và phát quang nhất thời. kỹ thuật hình ảnh. chút quan sát.
Nghiên cứu sử dụng quang phổ phát quang phân giải theo thời gian và trạng thái ổn định (PL và TRPL) để giải thích nguyên nhân gây ra tổn thất tái hợp không bức xạ tại giao diện của các tế bào perovskite. Người ta thấy rằng việc mất phân tách mức gần như Fermi và mất năng lượng tự do bổ sung ở giao diện đều xảy ra ở giao diện giữa perovskite và điện cực, điều này minh họa rõ hơn tầm quan trọng của việc tối ưu hóa lớp giao diện thiết bị so với để tối ưu hóa pha khối của vật liệu perovskite.
Trong nghiên cứu này, vật liệu polyelectrolyte liên hợp được đưa vào giữa dẫn xuất triphenylamine (PTAA) và lớp perovskite, đồng thời vật liệu LiF siêu mỏng cũng được đưa vào lớp vận chuyển điện tử. Hiệu suất chuyển đổi quang điện của chip pin vượt quá 20% và không có hiện tượng trễ. Công trình này chỉ ra một cách hiệu quả để tăng điện áp hở mạch của cấu trúc xuyên.
Trong năm qua, người ta cũng đã đạt được những tiến bộ quan trọng về hiệu quả chuyển đổi quang điện của các tế bào perovskite đơn bào.
Nhóm Seo của Viện Công nghệ Hóa học Hàn Quốc đã phát triển một vật liệu vận chuyển lỗ kết thúc bằng flo mới cho cấu trúc thiết bị chính thức, thay thế vật liệu spirofluorene (spiro-OMeTAD) truyền thống đắt tiền.
Nghiên cứu cho thấy rằng mức năng lượng phù hợp tốt và nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh làm cho vật liệu lớp vận chuyển cho thấy hiệu suất chuyển đổi quang điện và độ ổn định cao hơn so với spiro-OMeTAD và hiệu suất của thiết bị tế bào dựa trên vật liệu này đạt 23,2%. Ngoài ra, tế bào thể hiện sự ổn định tuyệt vời, duy trì hiệu suất chuyển đổi quang điện ban đầu là 95% ở 60°C trong 500 giờ.
Vào cuối năm 2018, nhóm của You Jingbi từ Viện Chất bán dẫn của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã làm mới thêm hiệu quả chuyển đổi của các tế bào perovskite. Nó đã được chứng nhận bởi Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo Hoa Kỳ và hiệu quả của nó vượt quá 23,7%, hiện là hiệu suất đơn bào cao nhất.
Ngoài ra, Sahli và những người khác của Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ở Lausanne đã kết hợp các vật liệu dựa trên silicon với tỷ lệ thương mại hóa cao nhất để phát triển pin cấu trúc song song kết hợp silicon và perovskite.
Sử dụng cả vật liệu perovskite và silicon có thể đồng thời khai thác lợi thế hấp thụ phổ của chúng và mở rộng dải phổ tổng thể của thiết bị. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã áp dụng một cách sáng tạo cấu trúc giao diện "kim tự tháp" micron, có thể thu ánh sáng tốt hơn, từ đó nâng cao hơn nữa hiệu suất chuyển đổi quang điện lên 25,2%. Phương pháp này có quy trình chuẩn bị đơn giản, có thể được chuyển đổi trên dây chuyền sản xuất hiện có và thể hiện tiềm năng ứng dụng tuyệt vời.
Các vấn đề ổn định đã được giải quyết
Tính ổn định của vật liệu và thiết bị pin perovskite là nút cổ chai hạn chế sự phát triển và ứng dụng của pin. Với việc nghiên cứu sâu hơn, ngày càng có nhiều nghiên cứu tập trung vào sự ổn định của vật liệu. Với tiền đề đạt được hiệu suất chuyển đổi quang điện hiệu suất cao, làm thế nào để cải thiện tính ổn định của tế bào trong các môi trường khác nhau đã trở thành một vấn đề nóng trong lĩnh vực này.
Nhóm Saliba của Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ở Lausanne đã phát hiện ra rằng phân tử methylamine của vật liệu perovskite là một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn đến sự mất ổn định của cấu trúc pha. Trong điều kiện ổn định độ ẩm và ổn định nhiệt, phân tử methylamine rất dễ bị phân hủy. Dựa trên điều này Hãy tìm các vật liệu ổn định hơn từ một góc độ.
Nghiên cứu cho thấy việc sử dụng các cation vô cơ Rb và Cs có thể điều chế màng perovskite một cách hiệu quả mà không cần phân tử methylamine; và bằng cách điều chỉnh nồng độ của các cation, có thể đạt được tinh thể perovskite mà không cần nguyên tố Br, giúp tăng cường đáng kể vật liệu perovskite. Khả năng kiểm soát khoảng cách dải. Khoảng cách vùng cấm của vật liệu perovskite RbCsFAPbI3 được điều chế bằng cách sử dụng các phân tử formamidine ổn định để thay thế các phân tử methylamine là 1,53 eV.
Dựa trên các kết quả trên, các nhà nghiên cứu cuối cùng đã đạt được một thiết bị tế bào ổn định với hiệu suất chuyển đổi quang điện là 20,35% bằng cách tối ưu hóa quá trình vận chuyển điện tử và lỗ trống. Nghiên cứu này đề xuất một phương pháp mới để chế tạo ổn định tế bào perovskite với nhiệt độ xử lý thấp trong quá trình chế tạo, có thể áp dụng cho cấu trúc pin dẻo.
Các nghiên cứu trên cho thấy đây là một cách hiệu quả để giải quyết vấn đề ổn định của vật liệu perovskite từ góc độ thiết kế cấu trúc phân tử và sự phát triển tinh thể của vật liệu perovskite.
Đồng thời, nhóm của Grotzel Michael thuộc Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ở Lausanne, nhằm giải quyết vấn đề về sự mất ổn định của các phân tử metyl amin trong vật liệu perovskite và khó khăn trong việc áp dụng quy mô lớn các phương pháp chuẩn bị màng chống dung môi, đã đề xuất một chiến lược thiết kế phân tử đa chức năng, có thể giải quyết đồng thời hai vấn đề trên. Vấn đề lớn.
Nghiên cứu cho thấy rằng sự không ổn định của các phân tử methylamine chủ yếu được biểu hiện ở ranh giới hạt và giao diện của màng perovskite đa tinh thể, dẫn đến sự tái hợp không bức xạ của các chất mang và dễ dàng tạo ra sự di chuyển ion của vật liệu perovskite và sự xâm nhập bên ngoài như nước và oxy. .
Nhóm đã thiết kế nhiều loại phụ gia phân tử nhỏ để biến đổi vật liệu perovskite cho cấu trúc perovskite FA0.9Cs0.1PbI3. Chức năng hóa các nhóm thơm kỵ nước bằng cách đưa vào các nhóm thiol và nhóm amin có thể triệt tiêu khuyết tật chỗ trống cation vị trí A và tăng kích thước hạt và thụ động hóa giao diện bề mặt.
Dạng phân tử tautomeric độc đáo của nó có thể đồng thời đóng vai trò hỗ trợ quá trình kết tinh và giảm khuyết tật, đồng thời các tế bào perovskite được chế tạo đã cải thiện đáng kể hiệu suất quang điện và độ ổn định làm việc tuyệt vời. Pin 1cm2 do các nhà nghiên cứu chuẩn bị có hiệu suất trên 20% và phương pháp chuẩn bị này không yêu cầu quy trình chống dung môi, giúp dễ dàng chuẩn bị diện tích lớn hơn so với các phương pháp truyền thống. 
Trong các nghiên cứu nhằm giải quyết vấn đề độ ổn định của pin, cũng có một phần công việc nghiên cứu tập trung vào giao diện thiết bị.
Nhóm Luther của Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia của Hoa Kỳ đã đề xuất một chiến lược kiểm soát giao diện có thể đáp ứng đồng thời các yêu cầu về độ ổn định của pin trong quá trình sử dụng nước, oxy và ánh sáng thực tế trong thời gian dài.
Lấy cấu trúc perovskite chính thức thông thường làm đối tượng nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã điều tra một cách có hệ thống các nguyên nhân khiến cấu trúc ban đầu kém ổn định từ giao diện của thiết bị.
Nghiên cứu cho thấy rằng việc lựa chọn vật liệu giao diện là rất quan trọng. Vật liệu Spiro-OMeTAD truyền thống không thể bảo vệ sự ổn định của pin về mọi mặt. Lớp vận chuyển lỗ hỗn hợp EH44/MoOx mới được sử dụng để thay thế lớp Spiro-OMeTAD. Thiết bị chưa được đóng gói vẫn có thể duy trì 94% hiệu suất chuyển đổi quang điện ban đầu trong vòng 1000 giờ trong điều kiện chiếu sáng mô phỏng là 1000 giờ. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy ảnh hưởng của giao diện đến độ ổn định của thiết bị và cung cấp một giải pháp đáng tin cậy.
Dựa trên phương pháp cải thiện tính ổn định của lớp giao diện thiết bị, nhóm nghiên cứu Sargent của Đại học Toronto, Canada đã đề xuất rằng sự thư giãn biến dạng được tạo ra bởi sự tương tác giữa các cation và halogenua có thể ngăn chặn hiệu quả sự hình thành các chỗ trống perovskite.
Bản chất của phương pháp này là việc pha tạp các nguyên tố halogen có thể cải thiện đáng kể năng lượng hình thành khuyết tật, đồng thời ngăn chặn sự phân hủy và di chuyển ion của perovskite.
Nghiên cứu cho thấy rằng sự pha tạp nguyên tố của Cd và Cl có thể ức chế sự hình thành các chỗ trống nguyên tử, cải thiện đáng kể độ ổn định của thiết bị trong môi trường có độ ẩm cao và giảm bớt các yêu cầu về pin perovskite đối với vật liệu đóng gói thiết bị và công nghệ xử lý, phù hợp với thương mại hóa. Sử dụng cung cấp những ý tưởng mới.
Bước đột phá trong chuẩn bị mô-đun diện tích lớn
Để đạt được ứng dụng thương mại của pin mặt trời perovskite, phải đạt được chế tạo mô-đun tiêu chuẩn. Từ các chip thiết bị diện tích nhỏ trong phòng thí nghiệm đến các mô-đun diện tích lớn, các vấn đề như quá trình hình thành màng diện tích lớn, mật độ trạng thái khuyết tật tăng và suy giảm chuỗi mô-đun thường gặp phải.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loạt bước đột phá quan trọng trong chế tạo mô-đun diện rộng của pin mặt trời perovskite.
Thông thường, quy trình tạo mẫu song song của các mô-đun pin mặt trời rất phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao, điều này thường gây ra sự giảm hiệu suất rõ ràng trong quá trình chuẩn bị các tế bào perovskite.
Nhóm của Lee tại Viện Khoa học và Công nghệ Gwangju ở Hàn Quốc đã phát triển một kỹ thuật tạo khuôn điện hóa để giải quyết vấn đề kết nối nối tiếp các chip perovskite.
Trong công trình này, các nhà nghiên cứu đã khéo léo khai thác các đặc tính dẫn ion của vật liệu perovskite để tạo ra các điện cực nano bạc kim loại nhằm xây dựng cấu trúc mô-đun song song thông qua dẫn ion.
Nghiên cứu này hoàn toàn dựa trên quá trình xử lý toàn dung dịch và nhiệt độ thấp, có thể áp dụng cho các loại pin có chất nền khác nhau. Mô-đun dựa trên cấu trúc phẳng 9cm2 thể hiện hiệu suất chuyển đổi quang điện là 14% và quan trọng hơn là hệ số lấp đầy hình học của nó cao tới 94,1%.
Ngoài ra, cũng đã có một bước đột phá trong việc in lớp giao diện pin cấu trúc phẳng. Mực in SnO2 thương mại sẽ gây ăn mòn khuôn in và không thể chuẩn bị lớp giao diện SnO2 nhẵn trên diện rộng.
Nhóm nghiên cứu của Cheng Yibing từ Đại học Công nghệ Vũ Hán đã khéo léo giải quyết vấn đề này bằng cách pha tạp KOH vào mực in SnO2 thương mại.
KOH pha tạp có thể điều chỉnh hiệu quả độ axit và độ kiềm của mực để đáp ứng nhu cầu bảo vệ khuôn in. Ngoài ra, K+ trong lớp giao diện SnO2 có thể thúc đẩy sự phát triển của hạt nhân perovskite để chuẩn bị màng perovskite chất lượng cao, trong khi K+ có thể lấp đầy các chỗ trống tinh thể của perovskite và thụ động hóa ở lớp giao diện. Thông qua việc áp dụng chiến lược này, một màng mỏng SnO2 chất lượng cao có diện tích lớn có thể được chuẩn bị bằng cách in đùn khe và mô-đun pin mặt trời perovskite linh hoạt không trễ 16,07cm2 có thể được chuẩn bị từ lớp giao diện SnO2 và chuyển đổi quang điện hiệu quả vượt quá 15%.
Sau quá trình chuẩn bị các tinh thể perovskite bằng phương pháp phủ màng mềm vào năm 2017, công nghệ xử lý in để chuẩn bị các mô-đun diện tích lớn cũng đã đạt được tiến bộ quan trọng trong năm 2018.
Màng perovskite được chuẩn bị bằng phương pháp in lưỡi bác sĩ truyền thống có xu hướng tạo ra các kiểu đảo hoặc vòng trên bề mặt màng do sức căng bề mặt hoặc đối lưu nhiệt, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng tinh thể và hiệu suất chuyển đổi quang điện của perovskite.
Huang Jinsong của Đại học Nebraska-Lincoln ở Hoa Kỳ đã nhận ra việc chuẩn bị nhanh chóng các màng mỏng perovskite chất lượng cao trên diện rộng bằng cách thêm chất hoạt động bề mặt vào mực tiền chất perovskite.
Nghiên cứu này cho thấy rằng việc thêm một lượng nhỏ lecithin đậu tương có chất hoạt động bề mặt vào tiền chất perovskite có thể tạo thành dòng bay hơi dung môi ngược với hướng dòng Maragni, từ đó thực hiện điều chỉnh quá trình thủy động lực học và quá trình làm khô trong quá trình phủ lưỡi. , và chất hoạt động bề mặt có thể cải thiện đáng kể độ dẻo của mực và cải thiện chất lượng của màng diện tích lớn.
Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng phương pháp này có thể nhận ra sự chuẩn bị nhanh chóng và diện tích lớn của màng mỏng perovskite, và các ion trong chất hoạt động bề mặt cũng có thể đóng một vai trò trong sự thụ động hóa giao diện của tinh thể, điều này có lợi để cải thiện hiệu quả và tính ổn định của thiết bị. Dựa trên phương pháp này, một mô-đun pin mặt trời có hiệu suất chuyển đổi quang điện 14,6% và diện tích 57 cm2 có thể được điều chế và nó có thể hoạt động liên tục và ổn định trong 20 ngày.
Để nghiên cứu độ ổn định của các mô-đun pin perovskite, nhóm của Song Yanlin từ Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã đề xuất đưa perovskite hai chiều (2D) pha tinh khiết vào ranh giới hạt của tinh thể perovskite ba chiều (3D) truyền thống để đạt được cấu trúc dị vòng bên perovskite 2D-3D định hướng cao.
Cấu trúc này có thể khắc phục hiệu quả hạn chế của hiệu ứng kích thước lượng tử trong quá trình vận chuyển chất mang, ức chế sự tái hợp không bức xạ của chất mang từ ranh giới hạt, ngăn nước và oxy ăn mòn màng từ ranh giới hạt và hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời đã chuẩn bị hơn 21%.
Ngoài ra, bằng cách điều chỉnh độ ẩm của mực trong quá trình in, hiệu suất chuyển đổi quang điện của mô-đun pin đã chuẩn bị duy trì trên 90% giá trị ban đầu sau thử nghiệm phân rã 3000 giờ. Cấu trúc perovskite phẳng 2D-3D này đồng thời đáp ứng hiệu quả cao và độ ổn định cao của mô-đun pin, đồng thời có giá trị ứng dụng thực tế mạnh mẽ.
Các ứng dụng pin mờ và thiết bị đeo linh hoạt đa dạng hơn
Các đặc tính chế tạo ở nhiệt độ thấp của tế bào perovskite rất phù hợp để chế tạo tế bào perovskite linh hoạt và trong mờ. Trong 10 năm qua, nhiều kỹ thuật nhiệt độ thấp như một bước, hai bước, tạo màng chân không, cán màng mềm và ủ dung môi đã được phát triển để cải thiện hiệu suất chuyển đổi quang điện của perovskite dẻo và trong mờ. pin mặt trời và sự ổn định.
Nhóm nghiên cứu của Liu Shengzhong từ Đại học Sư phạm Thiểm Tây đã tiến hành nghiên cứu về sự phát triển của tinh thể perovskite trên chất nền linh hoạt và phát hiện ra rằng việc sử dụng chất phụ gia dimethyl sulfide có thể kiểm soát hiệu quả tốc độ phát triển của tinh thể perovskite, từ đó cải thiện chất lượng tinh thể.
Cơ chế là cặp electron đơn độc của nguyên tử S trong dimethyl sulfide có thể kết hợp với obitan trống của Pb để tương tác tạo thành phức chất. Trong quá trình kết tinh của tiền chất, sự phân ly chậm của dimethyl sulfide từ phức hợp làm giảm tốc độ phát triển của các tinh thể perovskite.
Màng perovskite chất lượng cao được điều chế bằng phương pháp phụ gia dimethyl sulfide đã được áp dụng cho các thiết bị linh hoạt và hiệu suất chuyển đổi quang điện được cải thiện đáng kể lên 18,4%, đây là hiệu suất cao nhất của pin mặt trời perovskite linh hoạt hiện nay. Ngoài ra, cấu trúc linh hoạt này thể hiện khả năng chống uốn tốt, duy trì 86% hiệu suất ban đầu sau 5000 lần uốn ở bán kính cong 4 mm
Nhóm nghiên cứu của Song Yanlin từ Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển thêm perovskite linh hoạt để chuẩn bị các mô-đun pin đeo được hiệu suất cao.
Lấy cảm hứng từ cơ chế kết tinh và cấu trúc của xà cừ trong tự nhiên, nhóm nghiên cứu đã cải thiện chất lượng tinh thể perovskite trên chất nền dẻo bằng cách đưa vào một ma trận tinh thể đàn hồi lưỡng tính, giúp giải quyết vấn đề về độ giòn của vật liệu perovskite.
Nghiên cứu cho thấy rằng có thể đạt được sự phát triển cấu trúc song song theo chiều dọc của các tinh thể perovskite bằng cách điều chỉnh lượng pha tạp, giúp loại bỏ tác dụng ức chế của các ranh giới hạt bên đối với sự vận chuyển chất mang. Đồng thời, cấu trúc "gạch-bùn" đàn hồi được hình thành đạt được bước đột phá về độ ổn định cơ học và lần đầu tiên nhận ra chức năng co giãn của màng phẳng.
Thông qua thiết kế cấu trúc và kết tinh mô phỏng sinh học này, hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời perovskite linh hoạt 1cm2 đã chuẩn bị vượt quá 15% và hiệu suất được bên thứ ba chứng nhận của mô-đun tế bào diện tích lớn 56cm2 cao tới 7,9%. Mô-đun pin mặt trời có ưu điểm là hiệu suất chuyển đổi quang điện cao, hiệu suất ổn định và thiết bị đeo chắc chắn, đồng thời có thể đáp ứng các yêu cầu cung cấp năng lượng của các sản phẩm pin đeo được khác nhau.
Trong năm qua, vật liệu perovskite cũng đã tạo ra những bước đột phá trong lĩnh vực kính thông minh. Trong số đó, pin mặt trời perovskite mờ thể hiện hiệu suất tuyệt vời, có thể cung cấp các dịch vụ như che nắng, chiếu sáng và cung cấp năng lượng cho cửa sổ thông minh. Tuy nhiên, các thiết bị mờ như vậy thường không thể thay đổi màu sắc và độ truyền ánh sáng đôi khi không thể đáp ứng nhu cầu chiếu sáng trong nhà.
Nhóm của Peidong Yang tại Đại học California, Berkeley, đã vô tình phát hiện ra vật liệu perovskite vô cơ tinh khiết cesium chì iốt bromide trong các thí nghiệm, có tính ổn định nhiệt và môi trường tuyệt vời.
Quan trọng hơn, cấu trúc tinh thể của loại perovskite này có thể trải qua quá trình chuyển đổi thuận nghịch một cách hiệu quả giữa pha nhiệt độ thấp và pha nhiệt độ cao, đồng thời có thể phục hồi các đặc tính điện của nó. Caesium chì iốt bromua có thể hoàn thành quá trình chuyển đổi từ pha T thấp sang pha T cao bằng cách nung nóng, đồng thời vật liệu này cũng chuyển từ không màu và trong suốt sang màu đỏ cam, đồng thời có khả năng đảo ngược tốt - nó có thể chứa nhiều hơi nước ở nhiệt độ phòng . Chuyển đổi hiệu quả từ pha T cao sang pha T thấp.
Nghiên cứu cho thấy hiệu suất quang điện của các thiết bị ở pha T cao và pha T thấp là rất khác nhau. Thiết bị pin dựa trên CsPbIBr2 có thể đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) là 5,57% trong pha T cao; đối với cùng một thiết bị pin, khi perovskite được chuyển đổi sang pha T thấp, PCE chỉ là 0,11%. Đối với các chế phẩm perovskite khác nhau, PCE cao nhất là khoảng 7%.
Bằng cách kiểm soát các điều kiện như nhiệt độ và độ ẩm, có thể đạt được hiệu quả chuyển đổi pha nhiệt độ cao perovskite (độ truyền qua thấp) sang pha nhiệt độ thấp (độ truyền qua cao) một cách hiệu quả và có thể chế tạo thành công cửa sổ thông minh nhiệt sắc. Với độ ổn định nhiệt cao, màu sắc và hiệu suất hoàn toàn có thể đảo ngược, thiết bị này dự kiến sẽ được sử dụng trong kính kiến trúc, cửa sổ ô tô, màn hình hiển thị thông tin, v.v.
Kể từ khi pin mặt trời perovskite ra đời, chúng đã cho thấy triển vọng ứng dụng thương mại mạnh mẽ do quy trình chuẩn bị đơn giản và chi phí thấp.
Trong năm qua, các nhà nghiên cứu đã đạt được những bước đột phá quan trọng về hiệu quả chuyển đổi quang điện trong phòng thí nghiệm và sản lượng điện ổn định. Hiện tại, nghiên cứu dựa trên độ ổn định của các mô-đun pin chưa đủ hệ thống và thiếu các tiêu chuẩn để kiểm tra hiệu quả và độ ổn định của mô-đun. Nghiên cứu sâu hơn là cần thiết từ quan điểm của ứng dụng.
So với pin silicon, pin mặt trời perovskite cho thấy tiềm năng ứng dụng đa dạng hơn. Người ta tin rằng thông qua nỗ lực của các nhà khoa học, các sản phẩm pin mặt trời perovskite di động sẽ đi vào cuộc sống hàng ngày trong tương lai.