افزایش سطح دی‌اکسیدکربن در جو و رسیدن آن به بالاترین میزان خود در تاریخ، و افزایش نابسامانی‌های شدید جوی، موجب شده تا جهان از سامانه‌های مستهلک تولید انرژی با تکیه بر سوخت‌های فسیلی به سوی انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشید حرکت کند. در این راستا فناوری سلول‌های خورشیدی پروسکایت به سرعت در حال پیشرفت است، اما یکی از چالش‌های کلیدی در راستای تجاری‌سازی این سلول‌ها، امکان نشت آلاینده‌هایی مانند سرب از این سلول‌ها به محیط‌زیست، مخصوصاً در شرایط جوی حاد است.
پروفسور یابینگ قی، رییس بخش مواد انرژی و علوم سطح، ومسئول تحقیقات منتشر شده، در مجله Nature Energy، می‌گوید: «اگرچه پروسکایت‌ها در تبدیل نور خورشید به برق با بازدهی مناسب، مقرون به صرفه هستند، این واقعیت که آن‌ها حاوی سرب هستند، چالش‌های زیست‌محیطی قابل‌توجهی ایجاد کرده است. البته فناوری سلول‌های خورشیدی بدون سرب هم در حال پیشرفت است، اما هنوز کارایی و پایداری این سلول‌ها با سلول‌های حاوی سرب قابل مقایسه نیست. در نتیجه یافتن راهکارهایی برای استفاده از سرب در سلول‌های خورشیدی پروسکایت به طوری که از نشت سرب به محیط‌زیست جلوگیری شود، می‌تواند گام بزرگی در راستای تجاری‌سازی این سلول‌ها باشد.»
تیم قی، با پشتیبانی موسسه علوم و فناوری اوکینووا، ابتدا روش‌های کپسوله کردن برای اضافه کردن لایه‌های محافظ به پروسکایت‌ها را مورد بررسی قرار دادند تا دریابند کدام مواد، از نشت سرب بهتر جلوگیری کنند. آن‌ها سلول‌هایی که با مواد مختلف کپسوله شده بودند را در معرض شرایط متعددی قرار دادند تا شرایط جوی که ممکن است سلول‌ها در واقعیت با آن‌ها مواجه شوند را شبیه‌سازی کنند.
آن‌ها قصد داشتند سلول‌های خورشیدی را در یک بدترین شرایط جوی ارزیابی کنند تا حداکثر میزان نشت سرب را اندازه‌گیری کنند. آن‌ها در ابتدا سلول‌های خورشیدی را مورد اصابت یک توپ بزرگ قرار دادند، تا تگرگ‌های شدید که ممکن است ساختار سلول‌ها را بشکند و منجر به نشت سرب شود، را شبیه‌سازی کنند. سپس، آن‌ها سلول‌ها را در معرض جریان آب اسیدی قرار دادند تا شرایط جوی بارانی که ممکن است سرب را به محیط منتقل کند را، شبیه‌سازی کنند. این محققان باران های اسیدی را با استفاده از طیف سنجی جرمی مورد بررسی قرار دادند تا میزان سرب نشت کرده از سلول‌ها را بررسی کنند. آن‌ها دریافتند که با افزودن یک لایه رزین اپوکسی میزان سرب نشت کرده به حداقل رسیده و مقدار آن چندین مرتبه کم‌تر از موارد مشابه است.
رزین اپوکسی در شرایط جوی خاص شامل تابش نور خورشید، بارش باران و تغییر درجه حرارت برای شبیه‌سازی محیط‌هایی که پروسکایت‌ها باید در آن فعالیت کنند، بهترین عملکرد را داشته است. در تمام این شرایط، از جمله باران شدید، رزین اپوکسی نسبت به سایر مواد کپسوله برتری داشته است.
رزین اپوکسی به علت خواص خودترمیم‌شوندگی آن عملکرد بسیار خوبی دارد. به عنوان مثال، به علت آسیب دیدن ساختار به علت رگبار، هنگامی که پلیمر تحت تابش نور خورشید گرم می‌شود، بخشی از شکل اولیه خود را به خود می‌گیرند. این پدیده مقدار سربی که از داخل سلول نشت می‌کند، را محدود می‌کند. این خاصیت خودترمیم‌شوندگی می‌تواند رزین اپوکسی را به یک لایه کپسوله مناسب برای محصولات فتوولتاییک آینده تبدیل کند.
قی می‌گوید: «رزین اپوکسی مطمئناً یک گزینه مناسب است، اما پلیمرهای خودترمیم‌شونده گزینه مناسب‌تری هستند. در این مرحله، ما از این که استانداردهای صنعت فتوولتاییک را ارتقا دادیم و ایمنی این فناوری را افزایش دادیم، احساس رضایت داریم. در ادامه می‌توانیم با توجه به این داده‌ها اطمینان حاصل کنیم که واقعاً پلیمرها گزینه مناسبی هستند.»
علاوه بر نشت سرب، چالش دیگر، افزایش مقیاس از سلول‌های خورشیدی پروسکایت به پنل‌های پروسکایت است. در حالی که ابعاد سلول‌ها فقط در حد چند سانتی‌متر است، پنل‌ها می‌توانند چند متر طول داشته باشند و به بازار و مصرف‌کنندگان نزدیک‌تر است.
