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Diese hocheffizienten Solarzellen haben gerade ein riesiges Upgrade erhalten

Perowskit-Solarzellen sind ein kostengünstiges, hocheffizientes Modul, das dazu beitragen kann, die weltweite Akzeptanz von Solarenergie zu steigern, und jetzt haben Forscher eine große Hürde genommen, die dem im Weg steht.

Um die Welt dazu zu bringen, Solarenergie einzuführen, hängt es in der Regel von den Kosten und der Verfügbarkeit ab, wobei Märkte mit hohem Einkommen die jährlich produzierte Solarerzeugungskapazität aufkaufen. Jetzt könnten dank eines internationalen Teams von Chemikern kostengünstige Solarzellen werdeneine viel praktikablere Option für den Rest der Welt.

Die Lösung könnten Perowskit-Solarzellen sein, ein dünner, flexibler Solarzellentyp aus kostengünstigen Materialien, aber die Perowskit-Schicht in ihnen ist seit langem anfällig für Umweltzerstörung. Aber dank Chemikern der Technischen Universität Kaunas KTU in Litauen haben diese Solarzellen möglicherweise gerade eine große Verstärkung erhalten.

Die Chemiker verwendeten zusammen mit einem internationalen Team von Forschern aus China, der Schweiz, Italien und Luxemburg einen als Passivierung bekannten Prozess, der die Stabilität des Perowskit-Materials erheblich verbesserte.

Auf diese Weise konnten die Forscher einen Wirkungsgrad von mindestens 21,4 % und eine Langzeitbetriebsstabilität von über 1.000 Stunden erreichen. Typischerweise müssen Solarzellen einen Wirkungsgrad von etwa 15 bis 20 % haben, um wirtschaftlich zu sein.

Die Forschung wurde diese Woche in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation.

„Passivierung wurde bereits früher angewendet, aber bisher wird eine zweidimensionale 2D Schicht aus Perowskit auf dem herkömmlichen dreidimensionalen 3D Perowskit-Lichtabsorber gebildet, was es für Träger schwierig macht, sich zu bewegen, insbesondere bei höherenTemperaturen“, sagte KTU-Chefforscher Dr. Kasparas Rakštys in a Anweisung. „Dies ist unbedingt zu vermeiden, da die Solarzellen heiß werden.“

Um dem entgegenzuwirken, ermittelten die Forscher eine Schätzung für die minimale Energiemenge, die zur Bildung einer 2D-Perowskitschicht erforderlich ist, und passivierten dann eine 3D-Perowskitschicht.Perowskitschicht mit Isomeren von Phenylethylammoniumiodid, die die gleiche Summenformel, aber unterschiedliche Atomanordnung haben.

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Beim Test durch die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne EPFL in der Schweiz erreichten die neuen Perowskit-Solarmodule eine Solarenergieumwandlung von 21,4 %.

„Die Studie erwies sich als sehr effektiv bei der Verhinderung der negativen Auswirkungen der Passivierung auf Solarzellen. Es wurde entdeckt, dass ein Isomer mit den am nächsten beieinander liegenden Passivierungsgruppen aufgrund der sterischen Hinderung, die 2D vermeidet, zur effizientesten Passivierung führtPerowskit-Bildung“, sagte Rakštys.

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