درک رابطه عشق و نفرت از هالید perovskites با خورشید

سلول های خورشیدی ساخته شده از پروسکایت در این مرکز از حد اخیر خورشیدی تحقیقات. مواد ارزان و آسان به تولید و تقریبا به عنوان کارآمد به عنوان سیلیکون مواد به طور سنتی مورد استفاده در سلول های خورشیدی. اما پروسکایت سلول های یک عشق-نفرت-ارتباط با خورشید است. نور است که آنها نیاز به تولید برق و همچنین باعث اختلال در کیفیت سلول های به شدت محدود خود بهره وری و ثبات در طول زمان است. تحقیقات توسط دانشمندان در Eindhoven University of Technology دانشگاه ها در چین و ایالات متحده در حال حاضر میریزد نور در علل این تخریب و هموار راه را برای طراحی جدید پروسکایت ترکیب نهایی پایدار سلول های خورشیدی.

پروسکایت است یک جایگزین جذاب برای سیلیکون, چرا که آن را فراوان و آسان برای تولید. بیشتر چه, بیش دهه گذشته عملکرد پروسکایت سلول های خورشیدی به طور چشمگیری بهبود یافته با بهره وری رسیدن به نرخ بیش از 25 درصد است که نزدیک به دولت از هنر برای سلول های خورشیدی سیلیکونی.

تحقیقات جدید بر پروسکایت سلول های خورشیدی ساخته شده از formamidinium-سزیم یدید سرب یک هالید مرکب است که تبدیل شدن به طور فزاینده ای محبوب به عنوان آن را ترکیبی از کارایی بالا و مناسب مقاومت در برابر حرارت با کم هزینه های تولید.

اما پانل های خورشیدی ساخته شده از این ترکیب خاص اند و نه ضد و نقیض در رابطه با نور خورشید, یک مشکل است که به خوبی شناخته شده در این زمینه اما به سختی قابل درک است. در حالی که نور خورشید تغذیه آن را با مقدار-می خواستم انرژی برای تبدیل به برق آن نیز باعث اختلال در ثبات از سلول. با گذشت زمان این تاثیر می گذارد و عملکرد خود را.

به درک که چرا این مورد است که محققان در TU/e, دانشگاه پکن و دانشگاه کالیفرنیا در سان دیگو انجام عملی آزمایش - نظارت بر فتوولتائیک عملکرد پانل های بیش از 600 ساعت از قرار گرفتن در معرض و توصیف تخریب perovskites - نظری و تجزیه و تحلیل.

از این کار آنها نتیجه گیری کرد که نور خورشید تولید ذرات در پروسکایت که تمایل به جریان به مکان در پانل های خورشیدی که در آن band gap (حداقل مقدار انرژی مورد نیاز برای تولید الکترون آزاد) پایین است در این مورد formamidinium پروسکایت. در نتیجه تفاوت انرژی را مخلوط ترکیبات است که با هم کار کرده تا به خوبی به سلول کارآمد سقوط از هم جدا به جدا کردن خوشه. به نظر می رسد که به ویژه سزیم-سنگین خوشه (نقاط سبز در تصویر) در حال photoinactive و زمان-مسدود کردن و محدود کردن عملکرد دستگاه.

با توجه به Shuxia تائو که همراه با دانشجوی دکتری Zehua چن و همکاران او گیرت Brocks مسئول TU/e بخشی از تحقیقات و یافته های جدید در حال یک گام به جلو به پیدا کردن راه را برای راه حل های ممکن است.

"با ترکیب ماکروسکوپی تست های میکروسکوپی, مواد, خواص و atomistic سازی ما قادر به به طور کامل درک بی ثباتی هالید perovskites که ذاتی دستگاه عمل. این باز می شود امکان طراحی جدید پروسکایت ترکیب نهایی پایدار سلول های خورشیدی."

ممکن است استراتژی شامل استفاده از مواد افزودنی به منظور افزایش تعامل شيميايي در داخل مواد در پانل تنظیم باند شکاف با استفاده از عناصر دیگر مانند برمید و روبیدیوم به جای یدید و سزیم یا تغییر سطح انرژی برای استخراج عکس-حامل های موثر تر است.

تائو تاکید می کند که تحقیقات بیشتری مورد نیاز است برای دیدن آنچه با این نسخهها کار بهترین راه حل. علاوه بر این جدایی از ترکیبات هالید است که نه تنها باعث پروسکایت تخریب است. این بیشتر باعث جداگانه نیاز تجزیه و تحلیل.

###

نتایج منتشر شده در مجله علمی ژول.

Li Y. لو Z. Chen, G. Brocks S. تائو D. P. Fenning, H. Zhou et al. میکروسکوپی تخریب در Formamidinium-سزیم یدید سرب پروسکایت سلول های خورشیدی تحت عملیاتی عوامل استرس زا, DOI: 10.1016/j.ژول.2020.06.005

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.