Bir Sprey Kaplama Ucuz Güneş Pilleri İçin Yolu Açabilir

Bir Sprey Kaplama Ucuz Güneş Pilleri İçin Yolu Açabilir

Araştırmacılar, perovskite hücreleri için büyük bir fabrikasyon zorluğunu çözdüklerini söylüyorlar: silikon bazlı güneş hücrelerine ilgi çekici potansiyel meydan okuyucular.

Bu kristal yapıların büyük umut vaat ettikleri, çünkü ışığın neredeyse tüm dalga boylarını emebilecekler. Perovskite güneş pilleri zaten küçük çapta ticarileştirildi, ancak güç dönüşüm verimliliğindeki (PCE) en son gelişmeler güneş panelleri için düşük maliyetli alternatifler olarak kullanılmasına ilgi duyuyor.

Gazetede Nano ölçekliAraştırma ekibi, bazı önemli imalat zorluklarını çözmek için perovskite hücrelerine kritik bir bileşen uygulamak için yeni bir ölçeklenebilir araç ortaya koymaktadır. Araştırmacılar, perovskite fotovoltaik hücrelerde kritik elektron taşıma katmanını (ETL) yeni bir şekilde uyguladılar - sprey kaplama - ETL'yi üstün iletkenlik ve komşu perovskite katmanı ile güçlü bir arayüze gömmek için.

Güneş hücrelerinin çoğu, ışık hücrenin yüzeyine çarptığında, elektronları negatif yüklü malzemede uyarır ve elektronları pozitif yüklü "deliklerin kafes yapısına doğru hareket ettirerek bir elektrik akımı kuracak şekilde" malzemelerin sandviçleridir. pin olarak adlandırılan basit bir düzlem yönelimli perovskite güneş pilleri (veya ters çevrildiğinde nip), perovskite, negatif yüklü ETL ile pozitif yüklü bir delik taşıma katmanı (HTL) arasında hafif tutucu iç katman (pimli "i") oluşturur.

Pozitif ve negatif yüklü katmanlar ayrıldığında, mimari, ışık kaynağından gelen fotonların dengesiz elektronları ETL'den ayırdığı ve sandviçin pozitif HTL tarafına düşmesine neden olan, atom altı bir Pachinko oyunu gibi davranır. Perovskite katmanı bu akışı hızlandırır.

Perovskite, hem delikler hem de elektronlar için güçlü afinitesi ve hızlı reaksiyon süresinden dolayı ideal bir iç katman sağlarken, ticari ölçekli imalat kısmen perovskite'nin kristal yüzeyi üzerine düzgün bir ETL katmanı uygulamak zor olduğu için zorlayıcıdır.

Araştırmacılar, bir ETL malzemesi olarak sicil kayıtları nedeniyle [6,6] -fenil-C (61) -bütirik asit metil ester (PCBM) 'yi seçtiler ve pürüzlü bir tabakaya uygulanan PCBM, iletkenliği arttırılmış, daha az geçirgenliği arttırdı. arayüz teması ve gelişmiş ışık tutması.

New York Üniversitesi'ndeki Tandon Mühendislik Okulu'nda doçent olan André D. Taylor, “Düzlemsel pim tasarımı için ETL seçenekleri konusunda çok az araştırma yapıldı” diyor. “Düzlemsel hücrelerdeki en önemli zorluk, onları bitişik katmanları yok etmeyecek şekilde nasıl birleştiriyorsunuz?”

En yaygın yöntem, hücrenin döndürülmesini ve merkezcil kuvvetin ETL sıvısını perovskit substratı üzerine dağıtmasına izin veren sıkma dökümdür. Ancak bu teknik küçük yüzeylerle sınırlıdır ve güneş hücresinin performansını düşüren tutarsız bir katmanla sonuçlanır. Spin döküm ayrıca, esnek pim düzlemsel perovskite mimarisinin aksi takdirde uygun olduğu, rulodan ruloya üretim gibi yöntemlerle büyük güneş panellerinin ticari üretimine de düşünülebilir.

Araştırmacılar bunun yerine, ETL'yi geniş bir alana aynı şekilde uygulayan ve büyük güneş panelleri üretmek için uygun olan sprey kaplamaya döndü. Diğer ETL'lere göre yüzde 30 verimlilik artışı - yüzde 13 PCE'den yüzde 17'e kadar - ve daha az hata bildirmişlerdir.

“Yaklaşımımız özlü, tekrarlanabilir ve ölçeklenebilir. PCBM ETL'nin spreyle kaplanmasının, perovskite güneş pillerinin verimlilik taban çizgisini iyileştirmeye yönelik geniş çekiciliğine sahip olduğunu ve yakın gelecekte rekor kıran perovskite güneş pilleri için ideal bir platform sunabileceğini öne sürüyor ”dedi.

Ek ortak yazarlar, Çin Elektronik Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Pekin Üniversitesi, Yale Üniversitesi ve Johns Hopkins Üniversitesi'ndendir.

Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (NSFC), NSFC Yenilik Araştırma Grupları Vakfı, Çin Burs Konseyi ve ABD Ulusal Bilim Vakfı Vakfı çalışmaya fon sağlamıştır.

Kaynak: New York Üniversitesi

İlgili Kitaplar:

{amazonWS: searchindex = Kitaplar; anahtar kelimeler = güneş enerjisi; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

InnerSelf'i takip et

facebook-icontwitter-ikonrss-ikon

E-posta ile son alın

{Emailcloak = off}