Vật liệu perovskite tạo ra pin mặt trời hiệu quả vì một số lý do. Các màng mỏng của chúng có thể hấp thụ hiệu quả toàn bộ quang phổ của ánh sáng nhìn thấy, chúng rẻ tiền, nhẹ và linh hoạt.

Nhưng tất nhiên, có một cơ hội. Pin mặt trời Perovskite có vấn đề về độ ổn định và có thể bị suy giảm trong điều kiện thực tế và hiệu quả của chúng có xu hướng giảm trên quy mô lớn hơn. Trong các nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học đã cố gắng cải thiện độ ổn định bằng cách thêm các phân tử cồng kềnh, chất màu cũ, chất phụ gia 2D hoặc hợp chất ớt.

Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu tại EPFL và Viện Nghiên cứu Năng lượng Hàn Quốc đã thử nghiệm một thành phần mới - chấm lượng tử. Những hạt nhỏ bé này phát ra ánh sáng có màu sắc cụ thể khi được chiếu sáng và bắt đầu được sử dụng trong những thứ như TV và pin mặt trời.

Trong trường hợp này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các chấm lượng tử làm từ một loại oxit thiếc để làm lớp vận chuyển điện tử của thiết bị. Lớp này chuyển các electron do perovskite tạo ra vào điện cực, do đó năng lượng có thể được sử dụng. So với vật liệu titanium dioxide thông thường mà lớp này được làm từ, các chấm lượng tử đã cải thiện khả năng thu nhận ánh sáng của thiết bị, cũng như giảm hiệu ứng đôi khi xảy ra giữa hai lớp, điều này thường làm giảm hiệu quả.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng pin mặt trời perovskite có lớp chấm lượng tử đạt hiệu suất lên tới 25,7% - chỉ kém 0,1% so với kỷ lục perovskite hiện tại được thiết lập bởi một thiết bị đo 0,08 cm2 (0,01 in2). Hiệu suất của các tế bào năng lượng mặt trời lớn hơn cũng rất tốt: nhóm nghiên cứu đã ghi nhận hiệu suất 23,3% đối với tế bào 1 cm2 (0,2 in2), 21,7% cho 20 cm2 (3,1 in2) và 20,6% cho 64 cm2 (9,9 in2).

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science.