Το Polymer P-doping βελτιώνει τη σταθερότητα των ηλιακών κυττάρων Perovskite

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Αρχική > Τύπος > Το πολυμερές p-doping βελτιώνει τη σταθερότητα των ηλιακών κυψελών περοβσκίτη

Περίληψη:
Τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη έχουν τραβήξει σημαντικό ερευνητικό ενδιαφέρον ως μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση στα συμβατικά ηλιακά κύτταρα με βάση το πυρίτιο, λόγω της αποτελεσματικότητάς τους στη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη είναι ένα υβρίδιο οργανικών και ανόργανων υλικών και αποτελούνται από ένα στρώμα συλλογής φωτός και ένα στρώμα μεταφοράς φορτίου.

Το πολυμερές p-doping βελτιώνει τη σταθερότητα των ηλιακών κυψελών περοβσκίτη

Λωζάνη, Ελβετία | Δημοσιεύτηκε στις 20 Ιανουαρίου 2023

Ωστόσο, τα ζητήματα σταθερότητας έχουν εμποδίσει την εμπορευματοποίηση και την ευρεία χρήση των PSC και η επίτευξη λειτουργικής σταθερότητας έχει γίνει μια κραυγή συγκέντρωσης μεταξύ των επιστημόνων του τομέα. Τώρα, ερευνητές με επικεφαλής τον Michael Grätzel στο EPFL και τον Xiong Li στο Κέντρο Μεσοσκοπικών Ηλιακών Κυψελών Michael Grätzel στο Wuhan (Κίνα) ανέπτυξαν μια τεχνική που αντιμετωπίζει προβλήματα σταθερότητας και αυξάνει την αποτελεσματικότητα των PSC.

Οι ερευνητές εισήγαγαν ένα παράγωγο φουλερενίου με λειτουργικό φωσφονικό οξύ στο στρώμα μεταφοράς φορτίου του PSC ως «διαμορφωτή ορίων κόκκων», που βοηθά στην ενίσχυση της κρυσταλλικής δομής του περοβσκίτη και αυξάνει την αντίσταση του PSC σε περιβαλλοντικούς στρεσογόνους παράγοντες όπως η θερμότητα και η υγρασία.

Η ομάδα ανέπτυξε επίσης ένα οξειδοαναγωγικά ενεργό ριζικό πολυμερές που ονομάζεται πολυ(άλας οξοαμμωνίου) που αποτελεσματικά «ρ-ναρθρώνει» το υλικό που μεταφέρει τις τρύπες – ένα κρίσιμο συστατικό των PSC. Το πολυμερές, που δρα ως «p-dopant», βελτιώνει την αγωγιμότητα και τη σταθερότητα του υλικού που μεταφέρει την οπή, ένα κρίσιμο συστατικό των κυψελών. Η διαδικασία του «p-doping» περιλαμβάνει την εισαγωγή φορέων ηλεκτρονικών φορτίων κινητού φορτίου στο υλικό για τη βελτίωση της αγωγιμότητας και της σταθερότητάς του, και σε αυτή την περίπτωση μετριάστηκε η διάχυση ιόντων λιθίου, ένα σημαντικό πρόβλημα που συμβάλλει στη λειτουργική αστάθεια των PSC.

Με τη νέα τεχνική, οι επιστήμονες πέτυχαν απόδοση μετατροπής ισχύος 23.5% για μικρά PSC και 21.4% για μεγαλύτερες «minimodules». Αυτές οι αποδόσεις είναι συγκρίσιμες με τις παραδοσιακές ηλιακές κυψέλες, με το πρόσθετο πλεονέκτημα της βελτιωμένης σταθερότητας για τα PSC. Οι ηλιακές κυψέλες διατήρησαν το 95.5% της αρχικής τους απόδοσης μετά από περισσότερες από 3200 ώρες συνεχούς έκθεσης στο προσομοιωμένο ηλιακό φως διατηρώντας τη θερμοκρασία στους 75°C καθ' όλη την περίοδο, μια σημαντική βελτίωση σε σχέση με τα προηγούμενα σχέδια PSC.

Η νέα προσέγγιση μπορεί να φέρει επανάσταση στη χρήση των PSC, καθιστώντας τα προσβάσιμα για χρήση σε μεγαλύτερη κλίμακα. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η τεχνική τους θα μπορούσε εύκολα να κλιμακωθεί για βιομηχανική παραγωγή και θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία σταθερών, υψηλής απόδοσης μονάδων PSC.

Άλλοι συνεισφέροντες

Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, Hubei, Κίνα
Southern University of Science and Technology (Shenzhen)
Πανεπιστήμιο Wuhan, Wuhan 430072, Hubei, Κίνα
Κινεζική Ακαδημία Επιστημών (CAS)

####

Για περισσότερες πληροφορίες, πατήστε εδώ

Επαφές:
Media Επικοινωνία

Νικ Παπαγεωργίου
Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάννης
Γραφείο: 41-216-932-105
Επικοινωνία ειδικού

Michael Graetzel
EPFL
Γραφείο: +41 21 693 31 12
@Epfl_en

Πνευματικά δικαιώματα © Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

Εάν έχετε ένα σχόλιο, παρακαλώ Επικοινωνία και εμείς με χαρά θα σας εξυπηρετήσουμε.

Οι εκδότες δελτίων ειδήσεων, όχι η 7th Wave, Inc. ή η Nanotechnology Now, είναι αποκλειστικά υπεύθυνες για την ακρίβεια του περιεχομένου.

Bookmark: