Vědci vyvinuli metodu, jak stabilizovat materiál známý jako perovskit pro levné solární články, aniž by to ohrozilo jeho téměř dokonalý výkon

Vydáno 4.1.2022 Věda

Výzkumníci z Cambridgeské univerzity použili organickou molekulu jako „šablonu“ k navedení perovskitových filmů do požadované fáze, když se tvoří. Jejich výsledky jsou uvedeny v časopise Science.

Perovskitové materiály nabízejí levnější alternativu křemíku pro výrobu optoelektronických zařízení, jako jsou solární články a LED. Existuje mnoho druhů perovskitů, které jsou výsledkem různých kombinací prvků, ale jedním z nejslibnějších, který se objevil v posledních letech, je krystal FAPbI 3 na bázi formamidinia (FA) .

Směs je tepelně stabilní a její inherentní vlastnost, která je nejtěsněji spojena s energetickým výstupem zařízení – není zdaleka ideální pro fotovoltaické aplikace. Z těchto důvodů bylo cílem úsilí vyvinout komerčně dostupné perovskitové solární články. Sloučenina však může existovat ve dvou mírně 

odlišných fázích, přičemž jedna fáze vede k vynikajícímu fotovoltaickému výkonu a druhá vede k velmi malému výdeji energie.

„Velkým problémem FAPbI 3 je to, že fáze, kterou chcete, je stabilní pouze při teplotách nad 150 stupňů Celsia. Při pokojové teplotě přechází do další fáze, což je pro fotovoltaiku opravdu špatné,” řekl spoluautor Tiarnan Doherty z Cavendishovy laboratoře. 

Nedávná řešení pro udržení materiálu v jeho požadované fázi při nižších teplotách zahrnovala přidávání různých kladných a záporných iontů do sloučeniny. „To bylo úspěšné a vedlo to k rekordním fotovoltaickým zařízením, ale stále dochází k místním ztrátám energie,“ řekl Doherty. Málo se vědělo o tom, proč přidání těchto iontů celkově zlepšilo stabilitu, nebo dokonce jak vypadala výsledná perovskitová struktura.

Tým použil skenovací elektronovou difrakci, nano-rentgenovou difrakci a nukleární magnetickou rezonanci, aby poprvé viděl, jak stabilní fáze skutečně vypadá. „Jakmile jsme přišli na to, že je to mírné strukturální zkreslení, které dává tuto stabilitu, hledali jsme způsoby, jak toho dosáhnout při přípravě filmu, aniž bychom do mixu přidávali další prvky,“ řekl Doherty. 

Vědci doufají, že tato základní studie pomůže zlepšit stabilitu a výkon perovskitu. Jejich vlastní budoucí práce bude zahrnovat integraci tohoto přístupu do prototypových zařízení, aby prozkoumali, jak jim tato technika může pomoci dosáhnout dokonalých perovskitových fotovoltaických článků.

„Naše zjištění mění optimalizační strategii a výrobní směrnice pro tyto materiály. Dokonce i malé kapsy, které nejsou mírně zdeformované, povedou ke ztrátám výkonu, a tak výrobní linky budou muset mít velmi přesnou kontrolu nad tím, jak a kde se ukládají různé komponenty a ‚zkreslující‘ přísady. To zajistí, že malé zkreslení bude jednotné všude – bez výjimek,” řekl hlavní autor Dr. Sam Stranks z Katedry chemického inženýrství a biotechnologie.

Zdroj: TechXplore

 

 

Zadejte e-mailovou adresu

a nic ze Světa průmyslu vám už neunikne!

Vaše osobní údaje budeme zpracovávat pouze za účelem zasílání newsletterů, a to v souladu s platnou legislativou a zásadami ochrany osobních údajů. Svůj souhlas se zasíláním a zpracováním osobních údajů můžete kdykoli odvolat prostřednictvím odhlašovacího odkazu v každé kampani.

Rozhovory

P-D Refractories CZ a.s. – lídr na poli žárovzdorných materiálů

P-D Refractories CZ a.s. – lídr na poli žárovzdorných materiálů

Vydáno 24.6.2022

P-D Refractories CZ a.s. je jedním z největších výrobců a dodavatelů žárovzdorných výrobků a surovin v Evropě. Na primární položky produkce, novinky a úskalí spojená s energetickou krizí a konfliktem na Ukrajině jsme se zeptali Ing. Jiřího Kyncla, generálního ředitele společnosti.     Vaší vizí jsou stále lepší výrobky a služby pro Vaše zákazníky. Můžete nám […]

Profesionálně od podlahy až po střechu

Profesionálně od podlahy až po střechu

Vydáno 24.6.2022

Polyuretanová, tedy PUR pěna je jedním z nejlehčích a nejlepších izolantů. Způsob, jakým se pěna aplikuje, řeší spoustu kritických detailů, se kterými se řemeslníci potýkají u jiných izolantů, které musí opracovat, tvarovat, spojovat či lepit. Jaké typy střech se PUR pěnou izolují? K čemu se PUR pěna používá ve filmovém a zábavním průmyslu? Jak přispívá […]

Tradiční dodavatel v netradiční době

Tradiční dodavatel v netradiční době

Vydáno 24.6.2022

Společnost Doosan Škoda Power s.r.o., výrobce parních turbín a souvisejících energetických zařízení, má za sebou dlouhou a úspěšnou historii 118 let a více než 650 dodaných strojů o souhrnném výkonu 130 GW po celém světě. Štepán Šmida, který ve společnosti působí na pozici Business Development Manager, na Dnech teplárenství a energetiky mluvil o možnostech, které […]

ESG projekty pro zdravější životní prostředí

ESG projekty pro zdravější životní prostředí

Vydáno 23.6.2022

Naše produkty vyrábíme ze surovin, které si bereme z přírody. Přetváříme je do přírodního stavebního materiálu, ze kterého umožňujeme našim zákazníkům stavět zdravé a udržitelné bydlení. Naše společnost je vedena snahou vracet přírodě, když si z ní něco bereme, a proto jsme v letošním roce zintenzivnili práci na projektech, které jsou spojené s ochranou a […]

Zobrazit Více