Wetenschappers ontdekken 'verborgen fase' in materiaal dat zonnepanelen ongelooflijk krachtig kan maken

In dit artikel:

Zweedse onderzoekers van Chalmers University of Technology hebben een eerder onbekende laagtemperatuurfase van formamidinium loodjodide (een halide perovskiet) ontdekt, een doorbraak die kan bijdragen aan stabielere en efficiëntere perovskiet-zonnecellen. De studie, gepubliceerd in Journal of the American Chemical Society, combineert geavanceerde computersimulaties met machine learning en experimentele bevestiging door collega’s aan de University of Birmingham.

Halide perovskieten trekken al jaren aandacht vanwege hun hoge opto-elektronische prestaties voor lichte zonnepanelen en LED’s, maar praktische toepassing wordt gehinderd door instabiliteit en onduidelijke degradatiemechanismen. Het Chalmers-team identificeerde met behulp van uitgebreide, door ML versnelde simulaties een laagtemperatuurfase waarin de formamidinium-moleculen bij afkoeling in een semi-stabiele toestand “vast komen te zitten”. Dit inzicht ontbrak lange tijd en maakte het moeilijk mengsels van perovskieten betrouwbaar te ontwerpen.

Om de simulaties te valideren werden materialen tot -200°C gekoeld; de experimentele resultaten ondersteunden de theoretische voorspellingen. Onderzoekster Julia Wiktor benadrukte dat de nieuwe simulatiemethoden vragen kunnen beantwoorden die voorheen onoplosbaar leken. Erik Fransson merkt op dat deze aanpak modellering van complexe perovskieten in de toekomst kan verbeteren.

De vondst biedt een concrete blauwdruk voor het beheren en produceren van perovskietmaterialen en hun mengsels, wat essentieel is voor het ontwikkelen van duurzamere, efficiëntere zonnepanelen. Hoewel het werk zich nog in het laboratoriumstadium bevindt, vergroot het begrip van structurele fasen de kans dat perovskiettechnologyën op termijn commercieel robuuster en breed inzetbaar worden — een belangrijke stap gezien de verwachte sterke groei van het wereldwijde elektriciteitsverbruik.