দেখতে যতটা নিরীহ: হাইব্রিড পেরোভস্কাইটে হাইড্রোজেন: গবেষকরা সেই ত্রুটি চিহ্নিত করেছেন যা সৌর-কোষের কার্যকারিতা সীমিত করে

উত্স নোড: 836557

হোম > প্রেস > Less innocent than it looks: Hydrogen in hybrid perovskites: Researchers identify the defect that limits solar-cell performance

A hydrogen vacancy (the black spot left of center) created by removing hydrogen from a methylammonium molecule, traps carriers in the prototypical hybrid perovskite, mehtylammonium lead iodide CH3NH3Pbl3 CREDIT Xie Zhang
A hydrogen vacancy (the black spot left of center) created by removing hydrogen from a methylammonium molecule, traps carriers in the prototypical hybrid perovskite, mehtylammonium lead iodide CH3NH3Pbl3 CREDIT Xie Zhang

সারাংশ:
Researchers in the materials department in UC Santa Barbara’s College of Engineering have uncovered a major cause of limitations to efficiency in a new generation of solar cells.

দেখতে যতটা নিরীহ: হাইব্রিড পেরোভস্কাইটে হাইড্রোজেন: গবেষকরা সেই ত্রুটি চিহ্নিত করেছেন যা সৌর-কোষের কার্যকারিতা সীমিত করে


সান্তা বারবারা, CA | 30শে এপ্রিল, 2021 এ পোস্ট করা হয়েছে

Various possible defects in the lattice of what are known as hybrid perovskites had previously been considered as the potential cause of such limitations, but it was assumed that the organic molecules (the components responsible for the “hybrid” moniker) would remain intact. Cutting-edge computations have now revealed that missing hydrogen atoms in these molecules can cause massive efficiency losses. The findings are published in a paper titled “Minimizing hydrogen vacancies to enable highly efficient hybrid perovskites,” in the April 29 issue of the journal Nature Materials.

The remarkable photovoltaic performance of hybrid perovskites has created a great deal of excitement, given their potential to advance solar-cell technology. “Hybrid” refers to the embedding of organic molecules in an inorganic perovskite lattice, which has a crystal structure similar to that of the perovskite mineral (calcium titanium oxide). The materials exhibit power-conversion efficiencies rivaling that of silicon, but are much cheaper to produce. Defects in the perovskite crystalline lattice, however, are known to create unwanted energy dissipation in the form of heat, which limits efficiency.

A number of research teams have been studying such defects, among them the group of UCSB materials professor Chris Van de Walle, which recently achieved a breakthrough by discovering a detrimental defect in a place no one had looked before: on the organic molecule.

“Methylammonium lead iodide is the prototypical hybrid perovskite,” explained Xie Zhang, lead researcher on the project. “We found that it is surprisingly easy to break one of the bonds and remove a hydrogen atom on the methylammonium molecule. The resulting ‘hydrogen vacancy’ then acts as a sink for the electric charges that move through the crystal after being generated by light falling on the solar cell. When these charges get caught at the vacancy, they can no longer do useful work, such as charging a battery or powering a motor, hence the loss in efficiency.”

The research was enabled by advanced computational techniques developed by the Van de Walle group. Such state-of-the-art calculations provide detailed information about the quantum-mechanical behavior of electrons in the material. Mark Turiansky, a senior graduate student in Van de Walle’s group who was involved in the research, helped build sophisticated approaches for turning this information into quantitative values for rates of charge carrier trapping.

“Our group has created powerful methods for determining which processes cause efficiency loss,” Turiansky said, “and it is gratifying to see the approach provide such valuable insights for an important class of materials.”

“The computations act as a theoretical microscope that allows us to peer into the material with much higher resolution than can be achieved experimentally,” Van de Walle explained. “They also form a basis for rational materials design. Through trial and error, it has been found that perovskites in which the methylammonium molecule is replaced by formamidinium exhibit better performance. We are now able to attribute this improvement to the fact that hydrogen defects form less readily in the formamidinium compound.

“This insight provides a clear rationale for the empirically established wisdom that formamidinium is essential for realizing high-efficiency solar cells,” he added. “Based on these fundamental insights, the scientists who fabricate the materials can develop strategies to suppress the harmful defects, boosting additional efficiency enhancements in solar cells.”

###

Funding for this research was provided by the Department of Energy’s Office of Science and Office of Basic Energy Sciences. The computations were performed at the National Energy Research Scientific Computing Center.

####

আরো তথ্যের জন্য, ক্লিক করুন এখানে

যোগাযোগ:
জেমস ব্যাদাম

@ucsantabarbara

Copyright © University of California, Santa Barbara

আপনার মতামত থাকলে দয়া করে যোগাযোগ আমাদের.

সপ্তম ওয়েভ, ইনক। বা ন্যানোটেকনোলজির না হয়ে সংবাদ প্রকাশের ইস্যুকারীরা সামগ্রীর সামগ্রীর যথার্থতার জন্য একমাত্র দায়বদ্ধ।

বুকমার্ক:
সুস্বাদু ডিগ Newsvine গুগল নরপশু Reddit ম্যাগনোলিয়াকম ফুরল ফেসবুক

সম্পর্কিত নিউজ প্রেস

খবর এবং তথ্য

ভবিষ্যতে ন্যানোস্কেল রোগ নির্ণয়ের জন্য বিশ্বের প্রথম ফাইবার-অপটিক আল্ট্রাসোনিক ইমেজিং প্রোব এপ্রিল 30th, 2021

গবেষকরা সোনার ন্যানো পার্টিকালসের অভ্যন্তরে প্রচলিত স্রোতগুলির বিশ্লেষণ করেছেন: একটি নতুন পদ্ধতি জটিল ন্যানোস্ট্রাকচারের ভিতরে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রভাবগুলির সঠিক বিশ্লেষণকে সহায়তা করে এপ্রিল 30th, 2021

নতুন সাইফার ভিআরএস 1250 ভিডিও-রেট অ্যাটমিক ফোর্স মাইক্রোস্কোপ প্রতি সেকেন্ডে 45 ফ্রেম পর্যন্ত সত্য ভিডিও-রেট ইমেজিং সক্ষম করে এপ্রিল 30th, 2021

মস্তিষ্কের মতো নতুন কম্পিউটিং ডিভাইস মানুষের শেখার অনুকরণ করে: গবেষকরা পাভলভের কুকুরের মতো সমিতি দ্বারা ডিভাইসটি শিখতে শর্তযুক্ত করেছিলেন এপ্রিল 30th, 2021

পেরভস্কাইটস

পেরোভস্কাইট সৌর কোষে শস্য সীমানা থেকে গর্ত স্রোত পরিচালনার জন্য 2D উপকরণ এপ্রিল 2nd, 2021

উচ্চ-দক্ষতা perovskite সৌর কোষ একটি সাধারণ পদ্ধতির এপ্রিল 1, 2021

পেরোভস্কাইট ফিল্মগুলিতে আলোকপাত করা: ভবিষ্যতের সৌর কোষের জন্য দক্ষ উপকরণ - ফটোলুমিনেসেন্স কোয়ান্টাম দক্ষতা নির্ধারণের জন্য নতুন মডেল মার্চ 16th, 2021

পেরোভস্কাইটের ব্যবহার পরবর্তী প্রজন্মের ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতিগুলির একটি মূল বৈশিষ্ট্য হবে: পেরোভস্কাইটের ন্যানোমেটেরিয়ালগুলি হেক্সেনে বিচ্ছুরিত এবং লেজার দ্বারা বিকিরণিত; এই উপকরণগুলির দ্বারা আলোক নির্গমন পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলির প্রতিরোধের জন্য তীব্র ধন্যবাদ মার্চ 12th, 2021

সরকার-আইন / নিয়ন্ত্রণ / তহবিল / নীতি

সাধারণ রোবট, স্মার্ট অ্যালগরিদম এপ্রিল 30th, 2021

চরম ইলেকট্রনিক্স জন্য একটি সিলভার আস্তরণের এপ্রিল 30th, 2021

মস্তিষ্কের মতো নতুন কম্পিউটিং ডিভাইস মানুষের শেখার অনুকরণ করে: গবেষকরা পাভলভের কুকুরের মতো সমিতি দ্বারা ডিভাইসটি শিখতে শর্তযুক্ত করেছিলেন এপ্রিল 30th, 2021

সিনথেটিক জেলটিন-জাতীয় উপাদান নকল করে গলদা চিংড়ি আন্ডারবলির প্রসারিত এবং শক্তি: ঝিল্লি এর কাঠামো শক্তিশালী কৃত্রিম টিস্যু জন্য একটি নীলনকশা সরবরাহ করতে পারে এপ্রিল 23, 2021

সম্ভাব্য ফিউচার

ভবিষ্যতে ন্যানোস্কেল রোগ নির্ণয়ের জন্য বিশ্বের প্রথম ফাইবার-অপটিক আল্ট্রাসোনিক ইমেজিং প্রোব এপ্রিল 30th, 2021

গবেষকরা সোনার ন্যানো পার্টিকালসের অভ্যন্তরে প্রচলিত স্রোতগুলির বিশ্লেষণ করেছেন: একটি নতুন পদ্ধতি জটিল ন্যানোস্ট্রাকচারের ভিতরে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রভাবগুলির সঠিক বিশ্লেষণকে সহায়তা করে এপ্রিল 30th, 2021

নতুন সাইফার ভিআরএস 1250 ভিডিও-রেট অ্যাটমিক ফোর্স মাইক্রোস্কোপ প্রতি সেকেন্ডে 45 ফ্রেম পর্যন্ত সত্য ভিডিও-রেট ইমেজিং সক্ষম করে এপ্রিল 30th, 2021

মস্তিষ্কের মতো নতুন কম্পিউটিং ডিভাইস মানুষের শেখার অনুকরণ করে: গবেষকরা পাভলভের কুকুরের মতো সমিতি দ্বারা ডিভাইসটি শিখতে শর্তযুক্ত করেছিলেন এপ্রিল 30th, 2021

আবিষ্কার

সাধারণ রোবট, স্মার্ট অ্যালগরিদম এপ্রিল 30th, 2021

সুপার কম্পিউটারগুলির জন্য ওপেন সোর্স জিপিইউ প্রযুক্তি: গবেষকরা সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি নেভিগেট করেন এপ্রিল 30th, 2021

ভবিষ্যতে ন্যানোস্কেল রোগ নির্ণয়ের জন্য বিশ্বের প্রথম ফাইবার-অপটিক আল্ট্রাসোনিক ইমেজিং প্রোব এপ্রিল 30th, 2021

গবেষকরা সোনার ন্যানো পার্টিকালসের অভ্যন্তরে প্রচলিত স্রোতগুলির বিশ্লেষণ করেছেন: একটি নতুন পদ্ধতি জটিল ন্যানোস্ট্রাকচারের ভিতরে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রভাবগুলির সঠিক বিশ্লেষণকে সহায়তা করে এপ্রিল 30th, 2021

ঘোষণা

ভবিষ্যতে ন্যানোস্কেল রোগ নির্ণয়ের জন্য বিশ্বের প্রথম ফাইবার-অপটিক আল্ট্রাসোনিক ইমেজিং প্রোব এপ্রিল 30th, 2021

গবেষকরা সোনার ন্যানো পার্টিকালসের অভ্যন্তরে প্রচলিত স্রোতগুলির বিশ্লেষণ করেছেন: একটি নতুন পদ্ধতি জটিল ন্যানোস্ট্রাকচারের ভিতরে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রভাবগুলির সঠিক বিশ্লেষণকে সহায়তা করে এপ্রিল 30th, 2021

নতুন সাইফার ভিআরএস 1250 ভিডিও-রেট অ্যাটমিক ফোর্স মাইক্রোস্কোপ প্রতি সেকেন্ডে 45 ফ্রেম পর্যন্ত সত্য ভিডিও-রেট ইমেজিং সক্ষম করে এপ্রিল 30th, 2021

মস্তিষ্কের মতো নতুন কম্পিউটিং ডিভাইস মানুষের শেখার অনুকরণ করে: গবেষকরা পাভলভের কুকুরের মতো সমিতি দ্বারা ডিভাইসটি শিখতে শর্তযুক্ত করেছিলেন এপ্রিল 30th, 2021

সাক্ষাত্কার / বই পর্যালোচনা / প্রবন্ধ / রিপোর্ট / পডকাস্ট / জার্নাল / হোয়াইট পেপারস / পোস্টার

সুপার কম্পিউটারগুলির জন্য ওপেন সোর্স জিপিইউ প্রযুক্তি: গবেষকরা সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি নেভিগেট করেন এপ্রিল 30th, 2021

ভবিষ্যতে ন্যানোস্কেল রোগ নির্ণয়ের জন্য বিশ্বের প্রথম ফাইবার-অপটিক আল্ট্রাসোনিক ইমেজিং প্রোব এপ্রিল 30th, 2021

গবেষকরা সোনার ন্যানো পার্টিকালসের অভ্যন্তরে প্রচলিত স্রোতগুলির বিশ্লেষণ করেছেন: একটি নতুন পদ্ধতি জটিল ন্যানোস্ট্রাকচারের ভিতরে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রভাবগুলির সঠিক বিশ্লেষণকে সহায়তা করে এপ্রিল 30th, 2021

মস্তিষ্কের মতো নতুন কম্পিউটিং ডিভাইস মানুষের শেখার অনুকরণ করে: গবেষকরা পাভলভের কুকুরের মতো সমিতি দ্বারা ডিভাইসটি শিখতে শর্তযুক্ত করেছিলেন এপ্রিল 30th, 2021

শক্তি

চরম ইলেকট্রনিক্স জন্য একটি সিলভার আস্তরণের এপ্রিল 30th, 2021

পরিধানযোগ্য সেন্সর যা গ্যাস ফাঁস সনাক্ত করে এপ্রিল 19th, 2021

হাইড্রোজেন তৈরির জন্য আরও ভাল সমাধানগুলি কেবলমাত্র পৃষ্ঠের উপরে থাকতে পারে এপ্রিল 9th, 2021

পিটিভি-ভিত্তিক পলিমার 16% এর বেশি দক্ষতার সাথে জৈব সৌর কোষ সক্ষম করে এপ্রিল 2nd, 2021

সৌর/ফটোভোলটাইক

পেরোভস্কাইট সৌর কোষে শস্য সীমানা থেকে গর্ত স্রোত পরিচালনার জন্য 2D উপকরণ এপ্রিল 2nd, 2021

পিটিভি-ভিত্তিক পলিমার 16% এর বেশি দক্ষতার সাথে জৈব সৌর কোষ সক্ষম করে এপ্রিল 2nd, 2021

উচ্চ-দক্ষতা perovskite সৌর কোষ একটি সাধারণ পদ্ধতির এপ্রিল 1, 2021

পেরোভস্কাইট ফিল্মগুলিতে আলোকপাত করা: ভবিষ্যতের সৌর কোষের জন্য দক্ষ উপকরণ - ফটোলুমিনেসেন্স কোয়ান্টাম দক্ষতা নির্ধারণের জন্য নতুন মডেল মার্চ 16th, 2021

সূত্র: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56670

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো ন্যানো টেকনোলজি এখন

রৌপ্য আয়নগুলি তাড়াতাড়ি তাড়াতাড়ি অপেক্ষা করুন: চাল রসায়নবিদরা আয়ন দেখায় ?? স্বর্ণ-রৌপ্য ন্যানো পার্টিকেল থেকে পর্যায়ক্রমে মুক্তি কার্যকর সম্পত্তি হতে পারে

উত্স নোড: 827291
সময় স্ট্যাম্প: এপ্রিল 24, 2021

অপটিকালি সক্রিয় ত্রুটিগুলি কার্বন ন্যানোটুবগুলিকে উন্নত করে: হাইডেলবার্গের বিজ্ঞানীরা একটি নতুন প্রতিক্রিয়ার পথ দিয়ে ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ অর্জন করেছেন

উত্স নোড: 806201
সময় স্ট্যাম্প: এপ্রিল 10, 2021

আবিষ্কার বৈদ্যুতিন ডিভাইসগুলির আয়ু দীর্ঘায়নে সহায়তা করতে পারে: গবেষণাটি আরও ভাল ধৈর্য সহ ইলেক্ট্রনিক্স ডিজাইন করা যেতে পারে

উত্স নোড: 806207
সময় স্ট্যাম্প: এপ্রিল 10, 2021