Perovskite-aurinkokennojen suorituskyvyn heikkeneminen ratkaistu

Perovskite-aurinkokennot lupaavat parantaa valosähköistä muunnostehokkuutta, mutta ne kärsivät yhdestä suurimmista haitoista - niiden suorituskyky heikkenee ajan myötä, kun ne altistuvat auringonvalolle. Tutkijaryhmä Yhdysvalloista, Kiinasta ja Etelä-Koreasta kirjoitti viimeisimmässä "Nature" -lehden numerossa, että he olivat suorittaneet yksinkertaisen käsittelyn perovskiittisten aurinkokennojen pinnalle, ratkaisseet hajoamisongelman ja raivanneet tietä sovellukselle. ohutkalvo-aurinkokennoteknologiasta. suurin este.

Perovskiitit ovat ryhmä materiaaleja, joilla on sama atomijärjestely (kiderakenne) kuin mineraaliperovskiitin oksideilla. Metallihalogenidiperovskiitit, yksi "perheen jäsenistä", on valmistettu mahdollisiin sovelluksiinsa tehokkaiden ja energiaa säästävien ohutkalvoaurinkokennojen alalla. huomio. Perovskiittiset aurinkokennot ovat paljon halvempia valmistaa kuin piipohjaiset aurinkokennot, mutta niissä on yksi suurimmista haitoista – niiden suorituskyky heikkenee, kun ne altistetaan valolle pitkään. Jos tämä ongelma voidaan ratkaista oikein, se auttaa aurinkoteknologiaa. "Lentää tavallisten ihmisten koteihin".

Yang Yang, viimeisimmän tutkimuksen johtaja ja materiaalitieteen ja tekniikan professori Kalifornian yliopistosta, Los Angelesista, selitti, että aurinkokennojen vikojen hoitoon tiedemiesten nykyisin yleisesti käyttämä menetelmä on kerrostaa orgaanisia ioneja kerrokseen. pintaan, jotta pinta olisi negatiivisesti varautunut. Vaikka tämä käsittely suunniteltiin parantamaan perovskiitin aurinkokennojen energian muunnostehokkuutta, se salli myös liian monien elektronien kerääntymisen solun pinnalle. Tämä horjuttaa atomien järjestäytynyttä järjestelyä, mikä tekee perovskiittisista aurinkokennoista vähemmän tehokkaita ajan myötä, mikä tekee niistä lopulta epäkaupallisia.

Tämän löydön valossa ryhmä löysi tavan puuttua akun huononemiseen yhdistämällä positiivisesti varautuneita ioneja negatiivisesti varautuneisiin ioneihin pinnalla, mikä teki pinnan elektroneista neutraalimpia ja vakaampia.

Tiimi testasi käsiteltyjen aurinkokennojen kestävyyttä olosuhteissa, jotka nopeuttavat solujen ikääntymistä ja olosuhteissa, jotka simuloivat jokasään auringonvaloa. Tulokset osoittivat, että solut säilyttivät 87 prosenttia alkuperäisestä valosähköisestä muunnostehostaan ​​yli 2,000 tuntia. Sitä vastoin samoissa olosuhteissa ja samaan aikaan käsittelemättömien aurinkokennojen suorituskyky putosi 65 prosenttiin.

"Perovskite-aurinkokennomme ovat tähän mennessä raportoitujen tehokkuudeltaan vakaimpia, ja uusin tutkimuksemme luo pohjan perovskiittisen aurinkokennoteknologian kaupallistamiselle ja laajalle levinneelle käyttöönotolle", tutkijat sanoivat. Tämän teknologian edelleen kehittämisen ja täydentämisen pohjalta voimme suunnitella vakaampia perovskiittisia aurinkokennoja."