Извор: сцитецхдаили.цом
Научници са универзитета за рижу користе неорганске састојке како би ограничили недостатке и задржали ефикасност.
Научници са Универзитета Рајс верују да су превазишли велику препреку задржавајући соларне ћелије на бази перовскита од постизања примарне употребе.
Постдокторска истраживачица са Универзитета Рице Јиа Лианг држи перовскитне соларне ћелије развијене са свим неорганским материјалима. Контролирање оштећења у ћелијама уклањањем органских компонената учинило их је снажнијима, задржавајући ефикасност претворбе енергије. Заслуга: Јефф Фитлов / Рице Университи
На основу стратешке употребе елемента индијума за замену неких олова у перовскитима, научник компаније Рице Јун Лоу и његове колеге са Инжењерске школе у Бровну кажу да су они способнији да иницирају недостатке у соларним ћелијама цезијум-олово-јодид који утичу на јаз између опсега, критично својство ефикасности соларних ћелија.
Као споредну корист, ново формулисане ћелије у лабораторији могу се израђивати на отвореном и трајати месецима, а не данима, са ефикасношћу сунчане конверзије нешто већом од 12%.
Резултати тима Рице објављени су у Напредним материјалима јуче, 4. новембра 2019.
Перовскити су кристали са коцкастим решеткама за које се зна да су ефикасни комбајни за светло, али материјали су под стресом од стране светлости, влаге и топлоте.
Не рижеви перовскити, рекао је Лоу.
"Из наше перспективе, ово је нешто ново и мислим да представља важан пробој," рекао је. „То се разликује од традиционалног, уобичајеног перовскита о коме људи причају већ 10 година - неорганских и органских хибрида који вам дају највећу ефикасност до сада, око 25%. Али проблем са том врстом материјала је његова нестабилност.
„Инжињери развијају заштитне слојеве и ствари како би заштитили те драгоцене, осетљиве материје од животне средине“, рекао је Лоу. „Али тешко је направити разлику са самим својственим нестабилним материјалима. Зато смо кренули да урадимо нешто другачије. “
Слика електронског микроскопа показује попречни пресек неорганске соларне ћелије перовскита развијеног на Универзитету Рајс. Одозго, слојеви су угљендна електрода, перовскит, титанијум оксид, оксид дотирани флуором и стакло. Трака скале износи 500 нанометара. Кредит: Лоу Гроуп / Рице Университи
Постдокторски истраживач риже и главни аутор Јиа Лианг и његов тим изградили су и тестирали соларне ћелије неорганског цезијума, олова и јодида из перовскита, саме ћелије које имају тенденцију да брзо пропадну због оштећења. Али додавањем брома и индијума, истраживачи су успели да исправе недостатке у материјалу, повећавајући ефикасност изнад 12% и напон на 1,20 волта.
Као бонус, материјал се показао изузетно стабилним. Ћелије су припремљене у амбијенталним условима, стојећи до Хоустонове високе влажности, а капсулиране ћелије остале су стабилне на ваздуху више од два месеца, далеко боље него неколико дана колико су трајале обичне ћелије-цезијум-јодид-ћелије.
Шематски приказ показује соларну ћелију неорганског перовскита коју су развили научници са Универзитета Рајс. Кредит: Лоу Гроуп / Рице Университи
"Највећа ефикасност овог материјала може бити око 20%, а ако успемо тамо, то може бити комерцијални производ", рекао је Лианг. „Има предности у односу на соларне ћелије на бази силицијума, јер је синтеза веома јефтина, заснована на решењима и лако се повећава. У основи, само га ширите на супстрат, оставите да се осуши, и имате своју соларну ћелију. "
Упућивање: „Дефект-инжењеринг - омогућене високоефикасне све-анорганске перовскитне соларне ћелије“ Јиа Лианг, Ксиао Хан, Ји-Хуи Ианг, Боиу Зханг, Киии Фанг, Јинг Зханг, Кинг Аи, Мередитх М. Огле, Тангуи Терлиер, Ангел А. Марти и Јун Лоу, 4. новембра 2019., Напредни материјали .
ДОИ: 10.1002 / адма.201903448
Коаутори рада су Ксиао Хан са Велеучилишта Нортхвестерн, Кина; Ји-Хуи Ианг са Универзитета Фудан, Шангај; и Рице студенти Боиу Зханг, Киии Фанг, Мередитх Огле, постдокторски истраживач Јинг Зханг, академски посетилац Кинг Аи, специјалиста за истраживање Тангуи Терлиер и Ангел Марти, ванредни професори хемије, биоинжињеринга и науке о материјалима и наноинжињеринга. Лоу је професор науке о материјалима и наноинжињеринга и хемије.
Постдокторско стипендирање Петер М. и Рутх Л. Ницхолас у области нанотехнологије, Велцх фондација, Кинеско стипендијско вијеће и Национална научна фондација подржали су истраживање.