Polymeer P-doping verbetert de stabiliteit van perovskiet-zonnecellen

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Home > Media > Polymeer p-doping verbetert de stabiliteit van perovskiet-zonnecellen

Abstract:
Perovskiet-zonnecellen hebben veel onderzoeksaandacht getrokken als een veelbelovend alternatief voor conventionele op silicium gebaseerde zonnecellen, vanwege hun efficiëntie bij het omzetten van zonlicht in elektriciteit. Perovskiet-zonnecellen zijn een hybride van organische en anorganische materialen en bestaan uit een laag die licht opvangt en een laag die lading transporteert.

Polymeer p-doping verbetert de stabiliteit van perovskiet-zonnecellen

Lausanne, Zwitserland | Geplaatst op 20 januari 2023

Stabiliteitsproblemen hebben echter de commercialisering en het wijdverbreide gebruik van PSC's belemmerd, en het bereiken van operationele stabiliteit is een strijdkreet geworden onder wetenschappers in het veld. Nu hebben onderzoekers onder leiding van Michael Grätzel van EPFL en Xiong Li van het Michael Grätzel Center for Mesoscopic Solar Cells in Wuhan (China) een techniek ontwikkeld die stabiliteitsproblemen aanpakt en de efficiëntie van PSC's verhoogt.

De onderzoekers introduceerden een fosfonzuur-gefunctionaliseerd fullereenderivaat in de ladingstransporterende laag van de PSC als een "korrelgrensmodulator", die helpt de perovskietkristalstructuur te versterken en de weerstand van de PSC tegen omgevingsstressoren zoals hitte en vocht verhoogt.

Het team ontwikkelde ook een redox-actief radicaalpolymeer, poly (oxoammoniumzout) genaamd, dat het gatentransporterende materiaal effectief "p-dopt" - een cruciaal onderdeel van de PSC's. Het polymeer, dat fungeert als een "p-doteerstof", verbetert de geleidbaarheid en stabiliteit van het gatentransporterende materiaal, een cruciaal onderdeel van de cellen. Het proces van "p-doping" omvat het introduceren van mobiele elektronische ladingsdragers in het materiaal om de geleidbaarheid en stabiliteit te verbeteren, en in dit geval de diffusie van lithiumionen te verminderen, een groot probleem dat bijdraagt aan de operationele instabiliteit van PSC's.

Met de nieuwe techniek bereikten de wetenschappers een energieconversie-efficiëntie van 23.5% voor kleine PSC's en 21.4% voor grotere "minimodules". Deze rendementen zijn vergelijkbaar met traditionele zonnecellen, met als bijkomend voordeel een verbeterde stabiliteit voor PSC's. De zonnecellen behielden 95.5% van hun aanvankelijke efficiëntie na meer dan 3200 uur continue blootstelling aan gesimuleerd zonlicht waarbij de temperatuur gedurende de hele periode op 75°C werd gehouden, een aanzienlijke verbetering ten opzichte van eerdere PSC-ontwerpen.

De nieuwe aanpak kan een revolutie teweegbrengen in het gebruik van PSC's, waardoor ze toegankelijk worden voor gebruik op grotere schaal. De onderzoekers zijn van mening dat hun techniek gemakkelijk kan worden opgeschaald voor industriële productie en mogelijk kan worden gebruikt om stabiele, zeer efficiënte PSC-modules te maken.

Andere bijdragers

Technische Universiteit van Wuhan, Wuhan 430070, Hubei, China
Zuidelijke Universiteit voor Wetenschap en Technologie (Shenzhen)
Universiteit van Wuhan, Wuhan 430072, Hubei, China
Chinese Academie van Wetenschappen (CAS)

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Medienkontakt

Nik Papageorgiou
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Kantoor: 41-216-932-105
Contactpersoon voor experts

Michaël Graetzel
EPFL
Kantoor: +41 21 693 31 12
@EPFL_nl

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: