Contacteer ons

Contact Persoon : Alex

Telefoonnummer : 86-13316505845

WhatsApp : +8613524312582

Free call

De toekomst van perovskite zonnecellen glanst een weinig helderder

July 6, 2021

Laatste bedrijfsnieuws over De toekomst van perovskite zonnecellen glanst een weinig helderder
Bron:
Okinawa Institute van Wetenschap en Technologie (OIST) Gediplomeerde Universiteit
Samenvatting:
Een nieuwe manier om een essentieel poeder samen te stellen is zeer belangrijk aan het opheffen van de efficiency van perovskite zonnecellen, zegt onderzoekers.

De zonnecellen, die zonlicht in elektriciteit omzetten, hebben lang uit:maken deel van de globale visie voor duurzame energie. Hoewel de individuele cellen zeer klein zijn, toen aan modules upscaled, kunnen zij worden gebruikt om batterijen en machtslichten te laden. Indien zij aan zij gelegd, konden zij, één dag, de primaire energiebron voor gebouwen zijn. Maar de zonnecellen op de markt gebruiken momenteel silicium, dat hen duur maakt te vervaardigen wanneer vergeleken bij traditionelere krachtbronnen.

Dat is waar een andere, vrij nieuw-aan-wetenschap, materiaal binnen komt -- perovskite van het metaalhalogenide. Wanneer genesteld op het centrum van een zonnecel, zet deze kristallijne structuur ook licht in elektriciteit, maar bij veel lagere kosten om dan silicium. Voorts kunnen de op perovskite-gebaseerde zonnecellen worden vervaardigd gebruikend zowel stijve als lenige substraten zo, naast goedkoper het zijn, zouden zij meer lichtgewicht en flexibel kunnen zijn. Maar om real-world potentieel te hebben, moeten deze prototypen in grootte, efficiency, en levensduur stijgen.

Nu, in een nieuwe studie, die in Nano Energie wordt gepubliceerd, hebben de onderzoekers binnen de Energiematerialen en van Oppervlaktewetenschappen Eenheid, die door Professor Yabing Qi, in Okinawa Institute van Wetenschap en Technologie Gediplomeerde Universiteit (OIST) wordt geleid aangetoond dat creëren van één van de grondstoffen noodzakelijk voor perovskites op een verschillende manier aan het succes van deze cellen zeer belangrijk zou kunnen zijn.

„Er is een noodzakelijk kristallijn poeder in perovskites genoemd FAPbI3, die de perovskite absorptievatlaag vormt,“ verklaarde één van de hoofdauteurs, Dr. Guoqing Tong, Post-doctorale Geleerde in de Eenheid. „Eerder, werd deze laag vervaardigd door twee materialen te combineren -- PbI2 en FAI. De reactie die plaatsvindt produceert FAPbI3. Maar deze methode is verre van volmaakt. Er zijn vaak resten van één of allebei van de originele materialen, die de efficiency van de zonnecel kunnen belemmeren.“

Om rond dit te krijgen, stelden de onderzoekers het kristallijne poeder samen gebruikend een nauwkeurigere methode van de poedertechniek. Zij gebruikten nog één van ruwe materiaal-PbI2 -- maar ook inbegrepen extra stappen, die, onder andere impliceerden, zorgvuldig het verwarmen van het mengsel aan 90 graden van Celsius en oplossend en uit het filtreren van om het even welke resten. Dit zorgde ervoor dat het resulterende poeder - kwaliteit en structureel perfect hoog was.

Een ander voordeel van deze methode was dat de perovskite stabiliteit over verschillende temperaturen steeg. Toen de perovskite absorptievatlaag van de originele reactie werd gevormd, was het stabiel bij hoge temperaturen. Nochtans, bij kamertemperatuur, draaide het van bruin tot geel, die niet ideaal voor het absorberen van licht was. De samengestelde versie was bruin zelfs bij kamertemperatuur.

In het verleden, hebben de onderzoekers een op perovskite-gebaseerde zonnecel met meer dan 25%-efficiency gecreeerd, die met op silicium-gebaseerde zonnecellen vergelijkbaar is. Maar om deze nieuwe zonnecellen voorbij het laboratorium te bewegen, is voor de betere inkomstklasse in grootte en stabiliteit op lange termijn noodzakelijk.

„De laboratorium-schaal zonnecellen zijn uiterst klein,“ zei Prof. Qi. De „grootte van elke cel is slechts ongeveer 0,1 cm2. De meeste onderzoekers concentreren zich op deze omdat zij gemakkelijker zijn te creëren. Maar in termen van toepassingen, hebben wij zonnemodules nodig, die veel groter zijn. De levensduur van de zonnecellen is ook iets wij van bedachtzaam moeten zijn. Hoewel 25%-de efficiency eerder is bereikt, was de levensduur, hoogstens, een paar duizend uren. Na dit, begon de efficiency van de cel te dalen.“

Gebruikend het samengestelde kristallijne perovskite poeder, bereikte Dr. Tong, naast Onderzoekseenheidtechnicus Dr. Dae-Yong Son en de andere wetenschappers in Prof.qi's Eenheid, een omzettingsefficiency van over 23% in hun zonnecel, maar de levensduur was meer dan 2000 uren. Toen zij tot zonnemodules van 5x5cm2 schraapten, bereikten zij nog over 14%-efficiency. Als bewijs-van-concept, vervaardigden zij een apparaat dat een perovskite zonnemodule gebruikte om een lithium ionenbatterij te laden.

Deze resultaten vertegenwoordigen een essentiële stap naar efficiënte en stabiele op perovskite-gebaseerde zonnecellen en modules die, één dag, buiten het laboratorium konden worden gebruikt. „Onze volgende stap is een zonnemodule te maken die 15x15cm2 is en een efficiency van meer dan 15% heeft,“ zei Dr. Tong. „Één dag hoop ik wij een gebouw bij OIST met onze zonnemodules kunnen aandrijven.“

Dit werk werd gesteund door de Technologische ontwikkeling en de Innovatie het het bewijs-van-Concept van het Centrum van OIST Programma.

 

Neem contact op met ons

Ga Uw Bericht in