Kaynak: scitechdaily.com
Rice Üniversitesi materyalleri bilim insanları kusurları sınırlamak, verimliliği korumak için inorganik bileşenler kullanıyor.
Rice Üniversitesi bilim adamları, perovskite bazlı güneş pillerinin ana kullanıma hazır hale gelmesini engelleyen büyük bir engelin üstesinden geldiklerini düşünüyor.
Rice Üniversitesi doktora sonrası araştırmacı Jia Liang, tüm inorganik malzemelerle geliştirilen perovskite solar hücrelere sahiptir. Organik bileşenleri elimine ederek hücrelerdeki hataları kontrol etmek, güç dönüşüm verimlerini korurken onları daha da sağlamlaştırdı. Kredi: Jeff Fitlow / Rice Üniversitesi
Pirinç malzeme bilimcisi Jun Lou ve Brown Mühendislik Okulu'ndaki meslektaşları, perovskitellerdeki bazı ipuçlarını değiştirmek için element indiyumun stratejik kullanımı sayesinde, sezyum-kurşun-iyodür güneş pillerindeki hataları daha iyi yapabildiklerini söylüyor. Güneş hücresi verimliliğinde kritik bir özellik olan bileşiğin bant boşluğunu etkiler.
Yan fayda olarak, laboratuvarın yeni formüle ettiği hücreleri,% 12'nin biraz üzerinde bir güneş dönüşüm verimliliği ile günler yerine açık havada yapılabilir ve günlerce sürebilir.
Rice ekibinin sonuçları dün 4 Kasım 2019'da Advanced Materials'da yayınlandı.
Perovskitler, verimli ışık biçerdöverler olarak bilinen, küp şeklindeki kafeslere sahip kristallerdir, ancak malzemeler, ışık, nem ve ısı ile gerilme eğilimindedir.
Rice, perovskites değil, Lou dedi.
“Bizim açımızdan bu yeni bir şey ve bunun önemli bir buluşu temsil ettiğini düşünüyorum” dedi. “Bu, geleneksel ana akım perovskilerin insanların 10 yıldır konuştukları farklıdır - size bugüne kadar kaydedilen en yüksek verimi veren inorganik-organik melezler, yaklaşık% 25. Ancak bu tür bir malzemeyle ilgili sorun dengesizliktir.
Lou, “Mühendisler bu değerli, hassas malzemeleri çevreden korumak için başlık katmanları ve şeyler geliştiriyorlar” dedi. “Ama kendinden kararsız malzemelerin kendisiyle bir fark yaratmak zor. Bu yüzden farklı bir şey yapmaya karar verdik. ”
Bir elektron mikroskobu görüntüsü, Rice Üniversitesi'nde geliştirilen tüm inorganik perovskite güneş pilinin bir kesitini gösterir. Üstten, katmanlar bir karbon elektrot, perovskite, titanyum oksit, flor katkılı kalay oksit ve camdır. Ölçek çubuğu, 500 nanometreye eşittir. Kredi: Lou Grubu / Rice Üniversitesi
Doktora sonrası pirinç araştırmacısı ve lider yazar Jia Liang ve ekibi, kusurlar nedeniyle hızla başarısızlığa uğrayan hücreler olan inorganik sezyum, kurşun ve iyodürün perovskite güneş pillerini üretti ve test etti. Ancak, brom ve indiyum ekleyerek, araştırmacılar malzemedeki kusurları azaltarak, verimi% 12'nin üzerinde ve gerilimi 1.20 volta çıkarabildiler.
Bir bonus olarak, malzemenin son derece stabil olduğunu kanıtladı. Hücreler, ortam koşullarında hazırlandı, Houston'ın yüksek nemine dayandı ve kapsüllenmiş hücreler, iki aydan daha uzun bir süre boyunca havada sabit kaldı, düz sezyum-kurşun iyodür hücrelerinin dayandığı birkaç günden daha iyiydi.
Şematik bir bakış, Rice Üniversitesi'ndeki malzeme bilimcileri tarafından geliştirilen tamamen inorganik bir perovskite güneş pilini göstermektedir. Kredi: Lou Grubu / Rice Üniversitesi
Liang, “Bu malzeme için en yüksek verimlilik% 20 civarında olabilir ve eğer oraya gidebilirsek, bu ticari bir ürün olabilir” dedi. “Silikon bazlı güneş pillerine göre avantajları var çünkü sentez çok ucuz, çözüme dayalı ve ölçeklendirmesi kolay. Temel olarak, sadece bir alt tabakaya yaydınız, kurumasına izin verin ve güneş hücreniz var. ”
Referans: “Arıza ‐ Mühendislik ‐ Etkin Yüksek ‐ Verimlilik Hepsi ‐ İnorganik Perovskite Güneş Pilleri”, Jia Liang, Xiao Han, Ji ‐ Hui Yang, Boyu Zhang, Qiyi Fang, Jing Zhang, Qing Ai, Meredith M. Ogle, Tanguy Terlier, Angel A. Martí ve Jun Lou, 4 Kasım 2019, İleri Malzemeler .
DOI: 10.1002 / adma.201903448
Makalenin ortak yazarları, Çin, Kuzeybatı Politeknik Üniversitesi'nden Xiao Han; Fudan Üniversitesi'nden Ji-Hui Yang, Şangay; ve Rice yüksek lisans öğrencileri Boyu Zhang, Qiyi Fang, Meredith Ogle, doktora sonrası araştırmacı Jing Zhang, akademik ziyaretçi Qing Ai, araştırma uzmanı Tanguy Terlier ve kimya mühendisliği, biyomühendislik ve malzeme bilimi ve nanomühendislik doçenti Angel Martí'dir. Lou, malzeme bilimi ve mühendislik mühendisliği ve kimya profesörüdür.
Peter M. ve Ruth L. Nicholas Nanoteknoloji Doktora Sonrası Bursu, Welch Vakfı, Çin Burs Konseyi ve Ulusal Bilim Vakfı bu araştırmayı destekledi.
