Šaltinis: scitechdaily.com
Ryžių universiteto medžiagų mokslininkai naudoja neorganinius komponentus, kad apribotų defektus, išlaikytų efektyvumą.
Ryžių universiteto mokslininkai mano, kad jie įveikė didelę kliūtį, dėl kurios perovskito pagrindu sukurti saulės elementai nebuvo naudojami pagrindiniame tiksle.
Ryžių universiteto doktorantė Jia Liang laiko perovskito saulės elementus, sukurtus naudojant visas neorganines medžiagas. Valdydami ląstelių defektus pašalindami organinius komponentus, jie tapo tvirtesni, išlaikydami galios keitimo efektyvumą. Kreditas: Jeffo Fitlowo / Rice'o universitetas
Strategiškai panaudodamas indžio elementą, kad pakeistų dalį švino perovskituose, ryžių medžiagų mokslininkas Jun Lou ir jo kolegos Browno inžinerijos mokykloje teigia, kad jie geriau sugeba sukurti cezio, švino-jodido saulės elementų defektus. paveikti junginio juostos tarpą, kuris yra kritinė saulės elementų efektyvumo savybė.
Kaip šalutinis privalumas yra tai, kad naujai suformuotos laboratorijos ląstelės gali būti gaminamos atvirame ore ir gali veikti ne mėnesius, o dienas, o saulės konversijos efektyvumas šiek tiek didesnis nei 12%.
„Rice“ komandos rezultatai buvo paskelbti „ Advanced Materials“ vakar, 2019 m. Lapkričio 4 d.
Perovskitai yra kristalai, turintys keramzitines groteles, kurie, kaip žinoma, yra veiksmingi lengvieji kombainai, tačiau medžiagas paprastai patiria šviesa, drėgmė ir šiluma.
Pasak Lou, ne Rice perovskites.
„Žiūrint iš mūsų perspektyvos, tai yra kažkas naujo ir aš manau, kad tai yra svarbus proveržis“, - sakė jis. „Tai skiriasi nuo tradicinių, įprastų perovskitų, apie kuriuos žmonės kalba jau 10 metų, - neorganinių-organinių hibridų, kurie iki šiol užfiksuoja aukščiausią efektyvumą, apie 25%. Tačiau šios rūšies medžiaga yra nestabili.
„Inžinieriai kuria apsauginius sluoksnius ir daiktus, kad apsaugotų nuo aplinkos brangias, jautrias medžiagas“, - sakė Lou. „Tačiau sunku pakeisti pačias nestabilias medžiagas. Štai kodėl mes nusprendėme daryti ką nors kita “.
Elektroninis mikroskopo vaizdas rodo visų neorganinių perovskito saulės elementų, sukurtų Ryžių universitete, skerspjūvį. Iš viršaus sluoksniai yra anglies elektrodas, perovskitas, titano oksidas, su fluoru legiruotas alavo oksidas ir stiklas. Mastelio juosta lygi 500 nanometrų. Kreditas: „Lou Group“ / Ryžių universitetas
Ryžių doktorantūros tyrinėtoja ir pagrindinė autorė Jia Liang su komanda pastatė ir išbandė neorganinio cezio, švino ir jodido perovskito saulės elementus - pačias ląsteles, kurios dėl defektų paprastai greitai sugenda. Pridėję bromą ir indį, tyrėjai sugebėjo panaikinti medžiagos trūkumus, padidindami efektyvumą virš 12%, o įtampą iki 1,20 volto.
Kaip premija, medžiaga pasirodė nepaprastai stabili. Ląstelės buvo paruoštos aplinkos sąlygomis, atsistojus aukštai Hiustono drėgmei, o kapsuliuotos ore oro dalys išliko stabilios ilgiau nei du mėnesius, daug geriau nei kelias dienas, kai truko paprastos cezio-švino-jodido ląstelės.
Schematiškai pavaizduota neorganinė perovskito saulės baterija, kurią sukūrė medžiagų mokslininkai Rice'o universitete. Kreditas: „Lou Group“ / Ryžių universitetas
„Didžiausias šios medžiagos efektyvumas gali būti apie 20%. Jei mes ten pateksime, tai gali būti komercinis produktas“, - teigė Liang. „Jis turi pranašumų prieš silicio pagrindu pagamintus saulės elementus, nes jų sintezė yra labai pigi, paremta sprendimais ir lengvai išmatuojama. Iš esmės jūs tiesiog paskleisite jį ant pagrindo, leisite jam išdžiūti ir turite savo saulės elementą. “
Nuoroda: Jia Liang, Xiao Han, Ji-Hui Yang, Boyu Zhang, Qiyi Fang, Jing Zhang, Qing Ai, Meredith M. Ogle, Tanguy Terlier, „Defektai, inžineriniai, įgalinti didelio efektyvumo, neorganiniai perovskito saulės elementai“. Angelas A. Martí ir Jun Lou, 2019 m. Lapkričio 4 d., Pažangi medžiaga .
DOI: 10.1002 / adma.201903448
Straipsnio bendraautoriai yra Xiao Han iš šiaurės vakarų politechnikos universiteto, Kinija; Ji-Hui Yang iš Fudan universiteto, Šanchajus; ir ryžių magistrantai Boyu Zhang, Qiyi Fang, Meredith Ogle, podoktorantas Jing Zhang, akademinis lankytojas Qing Ai, tyrimų specialistas Tanguy Terlier ir Angelas Martí, chemijos, bioinžinerijos ir medžiagų mokslo bei nanoinžinerijos docentas. Lou yra medžiagų mokslo, nanoinžinerijos ir chemijos profesorius.
Tyrimą rėmė Peterio M. ir Rūtos L. Nikolajaus podoktorantūros stipendijos nanotechnologijų srityje, „Welch“ fondas, Kinijos stipendijų taryba ir Nacionalinis mokslo fondas.