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Eine neue Perovksit-Solarzelle erzielt erfolgreich mehr als 23 % Wirkungsgrad

Und es kann auf 30 Prozent erhöht werden.

Eine Perowskit-Solarzelle und Menschen, die das Solarenergiesystem bewundern 1, 2

Eine Perowskit-Solarzelle PSC mit einer einzigartigen Passivierungstechnik, die auf der Verwendung von Guanidinium Gua und Octylammonium Oa-Spacer-Kationen basiert, hat die Solarszene betreten; dank eines Forscherteams der Flinders University, der University of NewSüdwales und der Australian National University.

Falls Sie es verpasst haben, Perowskit-Solarzellen sind Dünnschichtgeräte bestehen aus Materialschichten, die entweder bedruckt oder mit flüssigen Tinten beschichtet oder vakuumabgeschieden sind. Sie bieten viele potenzielle Vorteile, da sie extrem leicht sind und mit flexiblen Kunststoffsubstraten hergestellt werden können.

In ihrer Studie, die war veröffentlicht in der Zeitschrift Solar-RRLDie Forscher fanden heraus, dass die Guanidiniumsalze die Leistung des Perowskitfilms verbessern können.

Dies ist von größter Bedeutung, da Perowskit-Solarzellen aufgrund ihrer begrenzten Betriebslebensdauer derzeit nicht kommerziell rentabel sind. Mit zahlreichen Studien in der Pipeline zum Verständnis der Stabilität und Degradation von PSCs bringt uns diese Forschung einem Mainstream-Solar einen winzigen Schritt näherStromerzeugung mit Perowskit-Solarzellen.

Engineering der Chemie

Guanidiniumsalze konnten die Leistung des Perowskitfilms steigern, da Guanidiniumionen den Großteil des Perowskitmaterials durchdringen und sich an Korngrenzen GBs ansiedeln können, so ein erster Bericht von PV-Magazin.

Die Forscher verwendeten Guanidiniumbromid GuaBr und Octylammoniumbromid OABr als Kationen. Sie sollen ihre Monospace-Kationen-Pendants in Bezug auf Kurzschlussstromdichte, Leistungswandlungseffizienz und thermische Stabilität übertreffen. Die Passivierungsschichten wurden auf die implantiertSeite der Lochtransportschicht HTL.

"Um das Verhältnis zwischen GuaBr- und OABr-Komponenten zu optimieren, wurden drei verschiedene Volumenverhältnisse von 1:1 als 1G-1O bezeichnet, 1:2 als 1G-2O ​​bezeichnet und 2:1 als 2G- bezeichnet1O wurden untersucht“, sagte das Team im Interview mit PV-Magazin. „Nach dem Aufschleudern der 3D-Perowskit-Vorstufenlösung auf das Substrat und Tempern auf einer Heizplatte bei 100 °C für 30 Minuten wird die Passivierungslösung auf das Substrat geschleudert, gefolgt von einem weiteren Tempern bei 100 °C für 10 Minuten.“

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Zukunft von PSC leuchtet etwas heller

Als Ergebnis stieg der Wirkungsgrad von 21,37 Prozent für die Kontrollzelle auf 23,13 Prozent für das passivierte Gerät, mit deutlich bessere Haltbarkeit . Darüber hinaus berichteten die Forscher, dass das Testgerät 1G-1O nach 60 Stunden Lichteinwirkungsstabilität etwa 97 Prozent seiner anfänglichen Effizienz beibehielt.

„Wir haben die Zellen für den Einsatz in kleinen Solarsystemen für Privathaushalte oder großen Solarkraftwerken entwickelt“, erklärte ein Forscher von The Duong gegenüber PV-Magazin. „Bezeichnenderweise kann die Perowskit-Solarzellentechnologie mit der bestehenden Silizium-Solarzellentechnologie in einer Tandemkonfiguration kombiniert werden, um einen ultrahohen Wirkungsgrad von bis zu 30 % zu erreichen.“

Das ist eine beträchtliche Zahl, und laut den Forschern könnten weitere Verbesserungen der Zellleistung und -stabilität durch die Untersuchung anderer Kombinationen möglich sein. Es gibt noch eine Reihe von Herausforderungen, bevor Perowskit-Solarzellen zu einer wettbewerbsfähigen kommerziellen Technologie werden können. Dies ist jedoch der Fallein Schritt in diese Richtung. Mit Perowskit-Solarzellen, die "der heilige Gral der Sonne" Da sie in vielen Fällen kostengünstig werden und eine hohe Effizienz erreichen, können sie dazu beitragen, die Akzeptanz von Solarenergie weltweit zu steigern und den Weg für eine dauerhafte Photovoltaik in der Zukunft zu ebnen.

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Studienzusammenfassung:

Einer der wichtigsten Faktoren für die Leistung von Perowskit-Solarzellen PSCs ist die effektive Defektpassivierung. Die Dimensionstechnik ist eine vielversprechende Methode, um nichtstrahlende Rekombinationswege im Volumen und an der Oberfläche von PSCs effizient zu passivieren. Hier ein Passivierungsansatzfür die Perowskit/Loch-Transportschicht-Grenzfläche wird unter Verwendung einer Mischung aus Guanidinium- und n-Octylammonium-Kationen, die über GuaBr und n-OABr eingeführt werden, vorgestellt.Die Doppelkationen-Passivierungsschicht kann eine Leerlaufspannung von 1,21 V mit einer Leistungsumwandlungseffizienzbereitstellenvon 23,13 %, was ihren Gegenstücken mit einzelnen Kationen überlegen ist. Die Mischkationen-Passivierungsschicht bildet einen 1D/2D-Perowskitfilm auf 3D-Perowskit, was zu einer hydrophoberen und glatteren Oberfläche als der unbeschichtete Film führt. Eine glatte Oberfläche kann abnehmenstrahlungslose Rekombination und verbessern die Ladungsextraktion an der Grenzfläche, wodurch ein besserer Kontakt mit der Transportschicht entsteht, was zu einem verbesserten Kurzschlussstrom führt.Darüber hinaus zeigen raumladungsbegrenzte Strommessungen eine dreifache Verringerung der Fallen-gefüllten Grenzspannung in der mit gemischten Kationen passivierten Probe im Vergleich zu nicht passivierten Zellen, was auf weniger eingeschlossene Zustände hinweist.Der Lagerstabilitätstest in Umgebungsatmosphäre mit 60 % relativer Luftfeuchtigkeit sowie die Lichtstabilität zeigen die höchste Stabilität für die Dual-Cation-Oberflächenpassivierung.

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