Nauji didesnio dydžio, galingumo ir stabilumo „Perovskite“ saulės moduliai

Tyrėjai sukūrė kraujo modulius, kurių dydis buvo 5 × 5 cm2: և 10 × 10 cm2: – daug didesnis nei 1,5 x 1,5 cm2: nauji, kurie tradiciškai gaminami laboratorijoje, tačiau mažesni nei komercinės saulės baterijos. Paskola OIST:

  • Prognozuojama, kad perujiečiai pakeis būsimus saulės energijos žaidimus, tačiau šiuo metu jie kenčia nuo trumpų veikimo linijų ir mažėjančio efektyvumo, kai jie yra didesni.
  • Mokslininkai pagerino kraujo ląstelių modulių stabilumą ir efektyvumą maišydami pirmtakus su amonio chloridu virimo metu
  • Patobulintuose kraujo moduliuose aktyvus perovskito sluoksnis yra tankesnis և turi didesnius grūdus, turinčius mažiau defektų
  • Abi yra 5 x 5 cm2: և 10 x 10 cm2: „Perovskite“ moduliai palaiko aukštą efektyvumą daugiau nei 1000 valandų

Okinavos universiteto Mokslo ir technologijos instituto (OIST) mokslininkai sukūrė perovskito saulės modulius, kurių stabilumas ir efektyvumas buvo geresni, naudojant naują defektų mažinimo įrangą. Jų rezultatai buvo paskelbti 25 dթ: 2021 m. Sausio mėn Pažangios energetinės medžiagos,

Perovskitai yra viena perspektyviausių naujos kartos saulės technologijų medžiagų. Per dešimtmetį šiek tiek padidėjo nuo 3,8% iki 25,5%. Perovskito kraujo ląstelės gaminamos ir gali būti pigios ir lanksčios, padidindamos jų universalumą. Tačiau dvi kliūtys vis dar trukdo komercializuoti. Jų ilgalaikio stabilumo trūkumas promotion Sunkumai skatinant.

„Perovskitų medžiaga yra trapi, ji linkusi irti, o tai reiškia, kad kraujo kūneliai ilgą laiką stengėsi išlaikyti aukštą efektyvumą“, – sakė dr. Guokingas Tongas, pirmasis OIST energetikos medžiagų autorius, doktorantas, profesorius Yabing Chi. Nors mažos perovskito kraujo ląstelės yra labai efektyvios, jos veikia beveik taip pat gerai, kaip ir silicio analogai, padidėja vieną kartą iki didesnių kraujo modulių, efektyvumas sumažėja.

Funkciniame kraujo įtaise perovskito sluoksnis yra centre, išdėstytas tarp dviejų transporto sluoksnių և tarp dviejų elektrodų և. Kai aktyvus perovskito sluoksnis sugeria lanko šviesą, jis generuoja įkroviklius, kurie paskui elektrodus praleidžia per transportavimo sluoksnius, kad generuotų srovę.

Tačiau perovskito sluoksnio duobės ությունները netobulumai tarp atskirų perovskito grūdelių gali trukdyti krūvininkų srautui iš perovskito sluoksnio į transportavimo sluoksnius, sumažinant efektyvumą. Esant šiems defektams, drėgmė ir deguonis taip pat gali pradėti gadinti perovskito sluoksnį, sutrumpindami prietaiso tarnavimo laiką.

Perovskito saulės modulio և aktyviojo sluoksnio plotas

Perovskitų kraujo ląstelių prietaisams funkcionuoti reikia kelių sluoksnių. Aktyvaus perovskito sluoksnis sugeria saulės šviesą ir sudaro užpildus. Konvejerio juostos neša krūvį į elektrodus, atleidžiant srovę. Aktyvaus perovskito sluoksnis susidaro iš daugybės kristalinių grūdelių. Šių dalelių ribos այլ Kiti perovskito plėvelės defektai, pavyzdžiui, duobės, sumažina saulės prietaisų efektyvumą ir ilgaamžiškumą. Paskola OIST:

„Didinti sunku, nes didėjant modulių dydžiui tampa sunkiau pagaminti vienodą perovskito sluoksnį ir šie defektai išryškėja“, – aiškino dr. Tongas. “Mes norėjome rasti būdą pastatyti didelius šių modelių modulius.”

Daugumoje šiuo metu gaminamų kraujo ląstelių yra plonas, tik 500 nanometrų storio, perovskito sluoksnis. Teoriškai plonas perovskito sluoksnis pagerina efektyvumą, nes įkrovikliai turi mažesnį atstumą, kad pasiektų transporto sluoksnius iš viršaus į apačią. Tačiau kurdami didesnius modulius, mokslininkai nustatė, kad plonos plėvelės dažnai sukelia daugiau defektų ir duobių.

Todėl mokslininkai pageidavo padaryti 5 x 5 cm2: և 10 x 10 cm2: saulės moduliai, turintys dvigubo storio perovskito membranas.

https://www.youtube.com/watch?v=XSFvcRrstHE:
Mokslininkai iš OIST Energetikos departamento և Paviršiaus mokslai veikia perovskite saulės modulius, valdydami žaislinį ventiliatorių. Paskola OIST:

Tačiau kurti storesnius perovskitinius filmus atnešė savų iššūkių. Perovskitai yra medžiagų klasė, kuri, reaguodama kaip tirpalas, paprastai sudaro kelis tirpalus ir leidžia jiems kristalizuotis.

Tačiau mokslininkai bandė ištirpinti pakankamai didelę švino jodo koncentraciją vienoje iš ankstesnių medžiagų, naudojamų perovskitui gaminti, kurios prireikė storesnėms membranoms. Jie nustatė, kad kristalizacijos procesas buvo greitas ir nekontroliuojamas, todėl tankiose membranose buvo daug mažų grūdelių, turinčių daugiau grūdų ribų.

Tada mokslininkai pridėjo amonio chlorido, kad padidintų švino jodo tirpumą. Tai leido švino jodui tolygiau ištirpti organiniame tirpiklyje, todėl susidarė tolygesnė perovskito membrana su daug didesniais grūdeliais ir mažiau defektų. Vėliau amoniakas buvo pašalintas iš perovskito tirpalo, sumažinant perovskito membranos priemaišų lygį.

Aktyvaus perovskito sluoksnio paviršius

Pridedant amonio chlorido, gautame perovskito sluoksnyje buvo daug mažesnių grūdelių, todėl sumažėjo grūdelių dydis. Paskola OIST:

Apskritai saulės modulių dydis yra 5 x 5 cm2: parodė 14,55% efektyvumą – 13,06% be amonio chlorido pagamintų modulių – per du mėnesius galėjo dirbti 1600 valandų, turėdamas daugiau nei 80% šio efektyvumo.

Didesnis 10 x 10 cm2: Modulių efektyvumas siekė 10,25%, o aukšto efektyvumo lygis išliko daugiau nei 1100 valandų arba beveik 46 dienas.

„Tokio dydžio perovskito kraujo moduliams tikėtina gyvenimo trukmė matuojama pirmą kartą, o tai tikrai įdomu“, – sakė dr. Tongas.

Šį darbą parėmė OIST technologijų plėtros ir inovacijų centro „Concept Evidence“ programa. Šie rezultatai yra perspektyvus žingsnis į priekį ieškant komercinio dydžio kraujo modulių, kad jų silicio kolegos atitiktų efektyvumą ir stabilumą.

Kitame tyrimo etape komanda planuoja geriau optimizuoti savo techniką, naudodama garais pagrįstus metodus, o ne tirpalą, gamindama perovskito kraujo modulius, ir dabar bando mastelį padidinti iki 15 x 15 cm.2: Moduliai:

„Perduodama 5 x 5 cm atstumu nuo laboratorijos dydžio kraujo kūnelių2: meno moduliai buvo sunkūs. Skrydis į saulės modulius, kurie buvo 10 x 10 cm2: buvo dar sunkiau. Ir jis pagamintas iš 15 x 15 cm2: „Moduliai bus dar sunkesni“, – sakė dr. Tongas. – Tačiau komanda laukia iššūkių “.

Nuoroda. “> 90 cm masto klastotė2: „Perovskite Sun Modules“> 1000 valandų veikimo stabilumas, pagrįstas tarpinės fazės strategija “, pateikė Guoqing Tong, Dae – Yong Son, Luis K. Ono, Yuqiang Liu, Yanqiang Hu, Hui Zhang, Afshan Jamshaid, Longbin Qiu, Zonghao Liu և Yabing Qi, sausio mėn. 2021 m. 25 d Pažangios energetinės medžiagos,
DOI: 10.1002 / aenm.202003712:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Tyrėjai kuria greitesnę tinklo analizę, kad pasiūlytų algoritmus, kurie padidintų paiešką internete

MIT tyrėjai sukūrė programinę įrangą, kad grafikos programinė įranga veiktų efektyviau įvairiuose skaičiavimo įrenginiuose, įskaitant procesorius ir GPU.Paskola „Istockphoto“ vaizdus redagavo „MIT News“ Diagramos,...

Naujų atradimų apie milijardus mikrobų pavertimą mūsų kūnu pavertimas įvairiomis ligomis

Įvairūs MIT tyrėjai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia žmogaus kūnu įvairiausių ligų gydymu. Įvairūs mokslininkai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia kūnu įvairiausių ligų...

MIT neurologai nustato hipokampo smegenų sąsają, koduojančią įvykių laiką

MIT neuromokslininkai nustatė, kad hipokampo CA2 regione esančios piramidinės ląstelės (žalios) yra atsakingos už kritinės informacijos saugojimą. Kreditas: „Tonegawa Lab“, redagavo „MIT News“ Išvados...

Vibruojančių molekulių naudojimas medžiagos bangų savybėms tirti

HD + molekuliniai jonai (geltonos ir raudonos taškų poros) jonų gaudyklėje (pilka) yra apšvitinti lazerio banga (raudona). Tai sukelia kvantinį šuolį pakeistų molekulių joninės...

Naujas dizainas pagerina naujos kartos perovskitų kraujo ląstelių efektyvumą

Autorius: Davidas L. Chandleris, Masačusetso technologijos institutas 2021 m. Vasario 27 d Šiame paveikslėlyje perovskito fotovoltai fone rodomi su atskirais perovskito kristalais, kurie rodomi kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.