Armi Tiihonen ha difeso la sua tesi di dottorato all'Università di Aalto il 6 aprile 2018 sull'invecchiamento di nuovi tipi di perovskite e celle solari sensibilizzate a colorante. Ha sviluppato modi per aumentare la durata delle celle solari e propone anche modi per migliorare i test di invecchiamento per loro.

"Le celle solari di perovskite non sono state precedentemente studiate utilizzando un veloce, metodo fotografico a bassa soglia. Con esso, potremmo rilevare anche la minima disintegrazione nella perovskite. Ciò potrebbe significare che in alcuni casi, il nostro metodo fotografico potrebbe sostituire un metodo più accurato e laborioso chiamato cristallografia a raggi X, " dice il dottorando Armi Tiihonen.

Il metodo fotografico può aiutare a determinare quando potrebbe essere necessaria la cristallografia a raggi X. Se non è possibile rilevare cambiamenti nella fotografia, la cristallografia può essere posticipata. La fotografia ha anche prodotto risultati più affidabili rispetto ai dispositivi di misurazione ottica, Per esempio.

Il rilevamento si basa sui cambiamenti di colore che l'invecchiamento spesso induce nelle cellule. Gli elettroliti nelle cellule sensibilizzate al colorante contengono iodio che è giallo brillante e diventa gradualmente trasparente con l'età. Allo stesso modo, le cellule di perovskite si trasformano da un colore molto scuro in giallo mentre la perovskite si disintegra. Una volta che questi cambiamenti diventano misurabili, il processo di invecchiamento può essere analizzato quantitativamente.

Il metodo fotografico potrebbe essere utile nella produzione industriale di celle solari sia perovskite che sensibilizzate a colorante perché è un modo rapido ed economico per rilevare i cambiamenti causati dall'invecchiamento.

La ricerca di Tiihonen include un'analisi approfondita dei test di invecchiamento delle celle solari sensibilizzate con perovskite e colorante, e in essi sono state osservate gravi carenze. Per di più, Tiihonen con i suoi colleghi presenta modi per aumentare la durata della vita delle cellule riducendo lo sbiancamento negli elettroliti.

"Comprendere il meccanismo di invecchiamento è molto importante. Modificando la struttura delle celle e l'elettrolita siamo riusciti a ottenere un aumento di dieci volte della durata delle celle solari, " sottolinea la professoressa Kati Miettunen.

Nel confrontare gli elettroliti di iodio e cobalto, è stato osservato che l'invecchiamento rallenta quando il vettore di carica è stato cambiato. Si è scoperto che gli elettroliti di iodio non sono i più resistenti dei due, come era stato ipotizzato.

"Abbiamo studiato gli effetti dei fattori ambientali sullo sbiancamento degli elettroliti e sull'invecchiamento delle cellule. Riducendo le impurità, come l'acqua, e filtrare la luce UV erano importanti, ma i benefici ricavati da questi si sono rivelati meno significativi di quanto ci aspettassimo, " aggiunge Tihonen.

Le cellule sensibilizzate al colorante hanno ampie possibilità di applicazione, in quanto possono essere realizzati con molte diverse combinazioni di materiali e in molti colori diversi. cellule di perovskite, nel frattempo, sono molto in voga a causa del loro rapido sviluppo:la loro efficienza è aumentata di quasi dieci volte in un decennio fino a circa il 20 per cento.

Oltre al loro lavoro di ricerca, Armi Tiihonen, Kati Miettunen, Janne Halme e il professor Peter Lund hanno proposto attivamente miglioramenti alla ricerca nel loro campo. Più recentemente, hanno inviato una lettera a Scienza rivista affermando che con test di invecchiamento di migliore qualità sarebbe possibile prolungare la durata della perovskite e delle celle solari sensibilizzate al colorante.