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

Deset let prototypování automatizační firmy budoucnosti

Deset let prototypování automatizační firmy budoucnosti

Vydáno 15.12.2021

ICE Industrial Services letos slaví desetileté výročí své existence. Firma projekty realizuje ve třiceti zemích světa a spolupracuje s globálními společnostmi. Nyní přináší automatizaci i do stavebnictví.  „Lidé nejsou stroje a automatizace je jediná cesta, jak je přestat ničit těžkou prací,“ říká zakladatel a ředitel žďárské společnosti Tomáš Vránek.  Vy jste poměrně mladý člověk, který […]

Ekologická varianta zámkové dlažby

Ekologická varianta zámkové dlažby

Vydáno 15.12.2021

Společnost Semmelrock Stein + Design dlažby s.r.o. nabízí svým zákazníkům volnost a prostor ve své realizaci. V letošním roce se integrovala do společnosti Wienerberger a představila novinku ekologické zámkové dlažby. Zeptali jsme se Petra Magdy, jednatele společnosti. Vy nabízíte široké spektrum produktů. Můžete je představit? Okolí našich domovů je v dnešní době vnímáno mnohem více jako […]

Tisk 3D plastů dobývá průmysl

Tisk 3D plastů dobývá průmysl

Vydáno 16.11.2021

Plastový 3D tisk patří mezi ty technologie Průmyslu 4.0, kterým se v minulosti nedostávalo tolik pozornosti. V současné době však prudce dohání tempo a nachází své nezastupitelné místo v průmyslu. Tuto pozici si nevydobyl náhodou – dokazují to i příklady jeho využití z výroby ŠKODA AUTO. Jaké je hlavní využití 3D tisku plastů ve výrobních podnicích? Kam směřuje jeho […]

Magnety jsou pojítkem, prodáváme efektivitu

Magnety jsou pojítkem, prodáváme efektivitu

Vydáno 8.11.2021

Společnost WALMAG MAGNETICS s.r.o. bude letos slavit, a to hned dvakrát. ,,Finanční rok sice skončil, ale už teď máme zásoby objednávek na rekordních číslech a stále přibývají. Budeme tedy pokračovat v tom, co děláme,” říká Filip Šejba, spolumajitel společnosti.  Můžete nám představit vaše produkty, případně o které je v současnosti největší zájem? Již více než 30 […]

Zobrazit Více