Sul punto di superare le attuali celle solari a film sottile, Le celle solari perovskite sembrano incarnare una cella solare ideale con alta efficienza e basso costo. Però, hanno scarsa stabilità a lungo termine, che resta una sfida. A ciò sono collegati fenomeni peculiari che si verificano nei materiali e nei dispositivi di perovskite, dove processi microscopici molto lenti causano una sorta di "effetto memoria".

Ad esempio, misurare l'efficienza di una cella solare in perovskite può dipendere da fattori come il tempo di illuminazione del dispositivo prima della misurazione o il modo in cui è stata applicata la tensione. Alcuni anni fa, questo effetto, nota come isteresi corrente-tensione, ha portato a controversie sulla determinazione accurata dell'efficienza delle perovskiti. Un altro esempio di questi processi oscuri è un recupero (parziale) di una cella solare precedentemente degradata durante il ciclo giorno-notte.

Tali effetti sono un problema quando si misurano le prestazioni delle celle solari in funzione della frequenza, che è una misura tipica per caratterizzare più in dettaglio questi dispositivi (spettroscopia di impedenza). Conducono a grandi segnali a basse frequenze (Hz a mHz) e valori di capacità giganti (mF/cm ² ), compreso strano, valori negativi "non fisici" che sono ancora un enigma per la comunità di ricerca.

Ora, Gli ingegneri chimici del laboratorio di Anders Hagfeldt all'EPFL hanno risolto il mistero. Guidato da Wolfgang Tress, uno scienziato nel laboratorio di Hagfeldt, hanno scoperto che le grandi capacità della perovskite non sono capacità classiche nel senso di accumulo di carica, ma appaiono solo come capacità a causa del lento tempo di risposta delle celle.

I ricercatori lo dimostrano mediante misurazioni nel dominio del tempo e con diverse velocità di scansione della tensione. Scoprono che l'origine della capacità apparente è una lenta modifica della corrente che passa il contatto delle celle solari, che è regolato da un lento accumulo di carica ionica mobile. Una corrente che aumenta lentamente appare come una capacità negativa negli spettri di impedenza.

Il lavoro fa luce sull'interazione tra l'effetto fotovoltaico in questi dispositivi e la conduttività ionica dei materiali perovskite. L'acquisizione di tale comprensione approfondita contribuisce allo sforzo di personalizzare, celle solari stabili in perovskite.