Perovskito / silicio tandemo kraujo kūneliai ant stebuklingo 30% efektyvumo slenksčio

Kraujo ląstelių stogo 3D linijos struktūra. Paskola: Eike Koehnen / HZB

Dabartinis pasaulio rekordinis tandeminis kraujo kūnelis stabiliai veikia net 300 valandų, net neįsisavinamas.

„HZB Group“ žurnale „Science“ paskelbė ataskaitą apie savo dabartinio pasaulio rekordą – 29,15% efektyvumą vystant tandeminę kraujo ląstelę iš perovskito ir silicio. Tandeminė ląstelė stabiliai veikė 300 valandų, net be absorbcijos. Norėdami tai pasiekti, profesoriaus Steve’o Albrechto vadovaujama komanda ištyrė sąnarių fizinius procesus, kad pagerintų įkroviklio transportavimą.

Kraujo ląstelės, susidedančios iš dviejų puslaidininkių su skirtingais juostos tarpais, gali pasiekti žymiai didesnį efektyvumą, kai naudojamos kartu su atskiromis ląstelėmis. Taip yra todėl, kad tandeminės ląstelės efektyviau naudoja saulės spektrą. Visų pirma, paprasti silicio kraujo kūneliai infraraudonųjų spindulių komponentus daugiausia paverčia elektros energija, o perovskito junginiai gali efektyviai panaudoti matomus saulės spindulių komponentus, todėl tai yra galingas derinys.

Naujas rekordas 29,15%

2020 m. Pradžioje HZB komanda, vadovaujama profesoriaus Steve’o Albrechto, sumušė ankstesnį perovskito ից silicio tandemo kraujo ląstelių pasaulio rekordą (28,0%, Oksfordo PA) ir nustatė naują 29,15% pasaulio rekordą. Palyginti su aukščiausiu patvirtintu հրապարակ moksliškai paskelbtu efektyvumu (26,2% DOI: 10,1126 / science.aba3433), tai yra didžiulis patobulinimas. Nauja vertė yra patvirtinta „Fraunhofer ISE և, nurodytoje NREL lentelėje. Rezultatai dabar paskelbti žurnale Mokslas: išsamiai paaiškinant pagrindinę klastojimo proceso fiziką.

Stabilus veikimas daugiau nei 300 valandų

„Šios technologijos efektyvumas yra ne tik 29,15%, bet ir NREL reitingo sąraše -„ Emerging PV “kategorijos viršūnėje“, – sakė Eike K ոն nen, Albrechto mokslo komandos vadovė. Be to, nauja perovskito / silicio tandemo ląstelė pasižymi stabiliu veikimu daugiau nei 300 valandų nuolat veikiant oro imituotai šviesai, neapsaugota nuo kodo. Komanda naudojo sudėtingą perovskito kompoziciją, kurios tarpas buvo 1,68 eV և, daugiausia dėmesio skirdama pagrindinės sąsajos optimizavimui.

Naudinga. Patys surinkti vienspalviai

Kartu su kolegomis lietuviais (prof. Vytauto Getautio grupė) jie sukūrė tarpinį organinių molekulių sluoksnį, kuris savaime susirenka į savaime surinktus monolitus (SAM). Jį sudarė nauja molekulė, pagrįsta karbazolu, pakeičiant metilo grupę (Me-4PACz). Šis SAM buvo naudojamas elektrodui palengvinti elektros įkroviklių srautą. „Pirmiausia pasigaminome vadinamąją puikią lovą, ant kurios gulėjo perovskitas“, – sakė Amranas al Ashuri, kuris taip pat yra Albrechto komandos narys.

Optimizuojamas užpildymo koeficientas

Tuomet mokslininkai naudojo keletą papildomų tyrimo metodų, analizuodami įvairius procesus tarp perovskito ir SAM և „elektrodo“. „išeina iš viršutinės perovskito kameros“, – paaiškina Al-Ashuri. Elektronams tekant šviesos kryptimi per C60 sluoksnį, „skylės“ juda priešinga kryptimi per elektrodo SAM sluoksnį. „Tačiau pastebėjome, kad skylių ištraukimas yra daug lėtesnis nei elektronų, o tai riboja įkrovos koeficientą“, – sakė Al-Ashuri. Tačiau naujasis SAM sluoksnis žymiai pagreitina skylių perdavimą, taip padėdamas pagerinti perovskito sluoksnį.

Metodų derinys

Derinant fotoliuminescencijos spektroskopiją, modeliavimą, elektrinį apibūdinimą, teraherco laidumo matavimus, buvo galima diferencijuoti skirtingus perovskito medžiagos procesus և, norint nustatyti reikšmingų nuostolių kilmę.

Bendradarbiavimas kaip raktas į sėkmę

Partnerių programoje dalyvavo daug partnerių, įskaitant Kauno technologijos universitetą / Lietuvą, Potsdamo universitetą, Liublianos universitetą / Slovėniją, Šefildo universitetą (JK), taip pat „Physikalisch-Technische Bundesanstalt“ (PTB), Berlyno „HTW“. profesoriaus vardas. Darbas su atskiromis perovskito և silicio ląstelėmis buvo atliktas HZB laboratorijose, atitinkamai naudojant HySPRINT և PVcomB. „Kiekvienas partneris atsinešė savo patirties į projektą, todėl kartu mes galėjome padaryti tą pažangą“, – sako Albrechtas. Jau pasiektas maksimalus galimas efektyvumas. Mokslininkai individualiai išanalizavo dvi ląsteles ir apskaičiavo maksimalų galimą 32,4% efektyvumą šiam dizainui. „Mes tikrai galime pasiekti daugiau nei 30 proc.“, – sako Albrechtas.

Nuoroda. Amran Al-Ashouri, Eike Cohen, Bor Lee, Artyom Magomedov, Hannes Hempel, Pietro Caprioglio, Jose A. „Monolitinis perovskito / tandemo silicio kraujo kūnelis su 29% efektyvumu ir stiprių skylių ištraukimu“. Marquez, Anna Belen Morales Wilsch Ernestas Casparavicius, Bernd Stannowski, Dieter Neer, Martin Stolterfocht, Thomas Unold, Vitautas Getautis և Steve Albrecht, 2020 m. Gruodžio 11 d. Mokslas:,
DOI: 10.1126 / science.abd4016:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

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...

Naujas odos pleistras nuolat stebi širdies ir kraujagyslių sistemos signalus և biocheminius lygius

Šis minkštas, tamprus pleistras gali vienu metu kontroliuoti jo kraujospūdžio և biocheminį lygį. Paskola Wang laboratorija / San Diegas Kalifornijos universiteto, San Diego,...

Nepraleiskite kito pilnaties – sniego, audros ir bado mėnesio

Byla: NASA / Billas Dunfordas Kitas mėnuo yra sniego, audros ir bado mėnuo; Purimo atostogų mėnuo; Kinijos žibintų festivalis; Magha Purnima ir...

Pirmasis pasaulinis vertinimas nustato, kad gamtoje per metus šalinama 41,7 mln. Tonų žmogaus atliekų

Šioje nuotraukoje matyti nevalytos nuotekos netoli Hyderabado priemiesčio gyvenviečių. Autorius: Dishaad Bundxu Pagal pirmąjį visuotinį ekosistemų vaidmens sanitarijos srityje vertinimą, gamta teikia mažiausiai 18%...

Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas. Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra...

Newsletter

Subscribe to stay updated.