Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Perovskite solceller overgår 20 prosent effektivitet

Anonim

EPFL forskere skyver grensene for perovskite solcelle ytelse ved å utforske den beste måten å dyrke disse krystallene.

annonse


Michael Graetzel og hans team fant at ved kort reduksjon av trykket mens de fremstillte perovskite krystaller, klarte de å oppnå den høyeste ytelsen som noensinne er målt for perovskite solceller i større størrelse, og når over 20% effektivitet og samsvarer med ytelsen til konvensjonell tynnfilm solceller av tilsvarende størrelse. Resultatene er publisert i Science .

Dette er lovende nyheter for perovskite-teknologi som allerede er lave kostnader og under industriell utvikling.

Men høy ytelse i pervoskites ikke nødvendigvis herald dommen av silisiumbasert solenergi teknologi. Sikkerhetsspørsmål må fremdeles behandles om blyinnholdet i dagens perovskite solcelle prototyper i tillegg til å bestemme stabiliteten til de aktuelle enhetene.

Layering perovskites på toppen av silisium for å lage hybrid solcellepaneler kan faktisk øke silisium solcellen industrien. Effektiviteten kan overstige 30%, med den teoretiske grensen på rundt 44%. Den forbedrede ytelsen vil komme fra å utnytte mer solenergi: det høyere energilampen vil bli absorbert av perovskitt topplaget, mens lavere energisollys som passerer gjennom perovskittet, vil bli absorbert av silisiumlaget.

F rom fargelys solceller til perovskite

Graetzel er kjent for sine gjennomsiktige fargesensibiliserte solceller. Det viser seg at de første perovskite solceller var fargesensibiliserte celler der fargestoffet ble erstattet av små perovskite partikler.

Hans labs nyeste perovskite prototype, omtrent størrelsen på et SD-kort, ser ut som et stykke glass som er mørkt på den ene siden av en tynn film av perovskite. I motsetning til de gjennomsiktige fargesensibiliserte cellene er perovskite solcellen ugjennomsiktig.

Hvordan lage en perovskite solcelle

For å lage en perovskitt solcelle må forskerne vokse krystaller som har en spesiell struktur, kalt "perovskite" etter russisk mineralogist Lev Perovski som oppdaget det.

Forskerne løser først et utvalg av forbindelser i en væske for å lage litt "blekk". De legger deretter blekk på en spesiell type glass som kan lede strøm. Blekket tørker opp, etterlater en tynn film som krystalliserer på toppen av glasset når mild varme påføres. Sluttresultatet er et tynt lag av perovskite krystaller.

Den vanskelige delen er å vokse en tynn film av perovskite krystaller, slik at den resulterende solcellen absorberer maksimal lysstyrke. Forskere leter etter jevne og vanlige lag av perovskite med stor krystallkornstørrelse for å øke solcelleutbyttet.

For eksempel spinner cellen når blækket er fortsatt våt, flater blekk og fjerner litt av overflødig væske, noe som fører til mer vanlige filmer. En ny vakuumblitsteknikk som brukes av Graetzel og hans team fjerner også selektivt den flyktige delen av denne overflødige væsken. Samtidig skaper vakuumblitsen frø for krystalldannelse, noe som fører til meget vanlige og skinnende perovskite krystaller av høy elektronisk kvalitet.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Xiong Li, Dongqin Bi, Chenyi Yi, Jean-David Décoppet, Jingshan Luo, Shaik Mohammed Zakeeruddin, Anders Hagfeldt, Michael Grätzel. En vakuumflassassistert løsningsprosess for høyeffektive, store perovskite solceller . Science, 2016 DOI: 10.1126 / science.aaf8060