Didelio efektyvumo perovskitų kraujo ląstelių ateitis šviečia šiek tiek ryškiau

Tyrėjai naudojo miltelių inžinerijos metodą, norėdami sukurti aukštos kokybės FAPbI3 versiją. Pirma, jie sumaišė formamidino acetatą (FAAc) su hidrojodine rūgštimi (HI). Tada buvo pridėta PbI2. Tada mišinys pašildomas iki 90 laipsnių Celsijaus. Paskutiniame etape likę mišiniai arba nereagavusios medžiagos buvo ištirpinti vandenyje ir filtruoti. Paskola OIST:

Saulės elementai, saulės šviesą paverčiantys elektra, jau seniai yra pasaulinės atsinaujinančios energijos vizijos dalis. Nors atskiri elementai yra labai maži, atnaujintų modulių atveju jie gali būti naudojami įkraunant baterijas ir elektros žibintus. Vieną dieną greta vienas kito jie gali būti pagrindinis pastatų energijos šaltinis. Tačiau šiuo metu rinkoje esančios kraujo ląstelės naudoja silicį, todėl jų gamyba yra brangesnė, palyginti su tradiciniais elektros energijos šaltiniais.

Ten patenka kita, palyginti nauja mokslo medžiaga, metalinis halogeninis perovskitas. Įdėjus į saulės elemento centrą, ši kristalinė struktūra taip pat paverčia šviesą elektra, tačiau už daug mažesnę kainą nei silicis. Be to, perovskito pagrindu pagamintos kraujo ląstelės gali būti gaminamos tiek kietu, tiek lengvu pagrindu, taigi, nors jos yra pigesnės, jos gali būti lengvesnės ir lankstesnės. Tačiau norint turėti realių prielaidų, šių prototipų dydis, efektyvumas ir gyvenimo trukmė turi padidėti.

Dabar, naujame tyrime, kuris buvo paskelbtas „Nano Energy“:Okinavos universiteto Mokslo ir technologijos instituto (OIST) Energetinių medžiagų katedros mokslininkai, vadovaujami profesoriaus Yabino, parodė, kad kuriant vieną iš kitų žaliavų, reikalingų perovskitams kitu būdu, gali būti raktas į šių ląstelių sėkmę. .


OIST Energetikos նյութ Paviršiaus mokslų departamento sukurtas koncepcijai atsparus prietaisas naudoja perovskito saulės modulį, kad įkrautų ličio jonų akumuliatorių. Paskola OIST:

„Perovskite yra reikalingi kristaliniai milteliai, vadinami FAPbI3, kurie sudaro absorbuojantį perovskito sluoksnį“, – paaiškino vienas iš pagrindinių autorių, daktaras Guokingas Tongas, katedros docentas. „Anksčiau šis sluoksnis buvo gaminamas sujungiant dvi medžiagas – PbI2 և FAI. Reakcija sukelia FAPbI3. Bet šis metodas toli gražu nėra tobulas. Dažnai yra vienos ar dviejų pradinių medžiagų likučiai, kurie gali trukdyti saulės elementų efektyvumui “.

Norėdami viso to išvengti, mokslininkai sintetino kristalinius miltelius, naudodami tikslesnį miltelių inžinerijos metodą. Jie vis tiek naudojo vieną iš žaliavų – PbI2, tačiau taip pat apėmė papildomus veiksmus, kurie, be kita ko, apėmė mišinio pašildymą iki 90 laipsnių Celsijaus, kruopštų praskiestą ir visų likučių filtravimą. Tai užtikrino, kad gaunami milteliai būtų geros kokybės, struktūriškai tobuli.

Skirtingo dydžio perovskitų kraujo kūneliai: moduliai

OIST էներգ Paviršiaus mokslai էներգ Energetinių medžiagų katedra dirba su skirtingo dydžio perovskitų kraujo kūnelių moduliais. Paskola OIST:

Kitas šio metodo privalumas buvo tas, kad perovskito stabilumas padidėjo esant skirtingoms temperatūroms. Kai absorbuojantis perovskito sluoksnis susidarė iš pradinės reakcijos, jis buvo stabilus esant aukštai temperatūrai. Tačiau kambario temperatūroje jis tapo rudas ir geltonas, o tai nebuvo idealu sugerti šviesą. Sintetinta versija buvo ruda net kambario temperatūroje.

Anksčiau mokslininkai sukūrė perovskite pagrįstas kraujo ląsteles, kurių efektyvumas didesnis nei 25%, palyginus su silicio pagrindu pagamintomis kraujo ląstelėmis. Tačiau norint iškelti šias naujas saulės baterijas iš laboratorijos reikia daug ilgalaikio stabilumo.

„Laboratorijos kraujo ląstelės yra mažos“, – sakė prof. Qi. „Kiekvienos ląstelės dydis yra tik apie 0,1 cm2:Dauguma tyrinėtojų sutelkia dėmesį į juos, nes juos lengviau sukurti. Bet kalbant apie naudojimą, mums reikia daug didesnių saulės modulių. Saugokitės saulės elementų gyvenimo trukmės. Nors anksčiau pasiektas 25% efektyvumas, gyvenimo trukmė buvo ne daugiau kaip keli tūkstančiai valandų. – Po to ląstelės efektyvumas pradėjo mažėti “.

Naudodamas susintetintus kristalinius perovskito miltelius, dr. Tongas kartu su kitais profesoriaus Qi postdoktorantūros Qi katedros mokslininkais pasiekė daugiau kaip 23% konversijos efektyvumą savo kraujo ląstelėse, tačiau gyvenimo trukmė viršijo 2000. valandos. Padidinę modulį iki 5×5 cm 2, jie vis tiek pasiekė daugiau nei 14% efektyvumą. Kaip idėjos įrodymą jie sukūrė įrenginį, kuris naudojo perovskite modulį ličio jonų baterijai įkrauti.

Šie rezultatai yra žingsnis link efektyvių և stabilių perovskite pagrįstų kraujo kūnelių և modulių, kuriuos vieną dieną būtų galima naudoti už laboratorijos ribų. „Kitas mūsų žingsnis yra pagaminti 15×15 cm saulės modulį2: և efektyvumas yra didesnis nei 15% “, – sakė dr. Tongas. “Vieną dieną aš tikiuosi, kad su mūsų saulės moduliais galėsime pastatyti pastatą OIST.”

Šį darbą parėmė OIST technologijų plėtros ir inovacijų centro „Concept Evidence“ programa.

Nuoroda. „Guquing Tong, Dae-Yong Son, Luis K. Ono, Hyung-Been Kang, Sisi He, Longbin Qiu, Hui hang ang, Yukiang Liu, rem Jeremy Hyol աբ Yabing, 2021 m. Gegužės 13 d. „Nano Energy“:,
DOI: 10.1016 / j.nanoen.2021.106152:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Dirbtinis skrandžio prototipas atskleidžia skysčių virškinimo dinamiką

Iliustracija, rodanti srauto lauką ir lašelių disociaciją aplink antralinę susitraukimo bangą. Kreditas: Damien Dufour. Lašelių plyšimas rodo, kaip apatinės pilvo susitraukimo...

Newsletter

Subscribe to stay updated.