Structura sandwich îmbunătățește eficiența panourilor solare de nouă generație

Un exemplu de material prototip al celulelor solare de generația următoare. Credit: Shutterstock

Oamenii de știință aruncă o privire asupra provocării eficienței solare cu modelul sandwich

Designul noilor generații de panouri solare poate fi îmbunătățit acum datorită unei mai bune înțelegeri de bază a structurii dintr-o componentă cheie.

Într-o lume înfometată de energie regenerabilă mai ieftină și mai eficientă, cercetătorii australieni au servit o soluție.

Lucrările conduse de Centrul de Excelență ARC în Exciton Science au arătat că filmele bidimensionale subțiri (2D) utilizate în unele celule solare perovskite seamănă foarte mult cu un sandwich. Perovskitul este un material interesant în fruntea cercetării și proiectării energiei solare.

Anterior, oamenii de știință credeau că aceste filme peroviene 2D aveau o structură „gradientă”, în care anumite ingrediente erau găsite adânc în material, cu alte elemente complementare plasate chiar mai aproape de suprafață, ca și cum ar fi pe o crăpătură.

Cu toate acestea, într-o scrisoare publicată în Jurnalul de materiale chimice C, membri ai Universității din Melbourne, Exciton Science, împreună cu colaboratorii de la Agenția Națională de Științe Australiană CSIRO și Universitatea Shandong, au furnizat dovezi ale unei structuri asemănătoare tip sandwich în care două straturi de același tip (pâine) înconjoară un centru, strat opus (umplere).

Structură Sandwich 2D Perovskite

O reprezentare grafică a structurii „sandwich” propuse de Perovskite 2D. Credit: Science Exciton

Acest aspect încurajează excitonii – cvasi-constituenții cheie pentru transformarea luminii solare în electricitate – să se deplaseze de la stratul central pe ambele suprafețe ale filmului, în timp ce purtătorii gratuiți transportă taxa pentru colectarea de la electrozi, contribuind la o generare mai eficientă. când este inclus în echipament.

„O adevărată problemă a fost înțelegerea structurii acestor celule solare perovskite 2D”, a spus autorul principal, profesorul Ken Ghiggino.

„Au existat multe dezbateri în literatură. Progresul pe care l-am făcut este să descoperim care este adevărata structură a acestor filme și cum funcționează acestea într-o celulă solară. “

Dispozitivele Perovskite 2D prezintă un interes deosebit datorită durabilității și durabilității superioare în comparație cu celulele Perovskite „3D”. Dispozitivele prototip 2D, dezvoltate de cercetători care folosesc infrastructura și expertiza la CSIRO, au demonstrat eficiență de 13%.

Cu o mai bună înțelegere de bază a structurii, cercetătorii vor încerca acum să crească eficiența dispozitivului prin schimbarea grosimii straturilor din „sandwich-ul” perovskit.

În plus față de celulele solare, filmele Perovskite 2D îmbunătățite au aplicații importante în diode emițătoare de lumină (LED-uri) și fotodetectoare, cum ar fi imagini video, comunicații optice, imagini biomedicale, securitate, vedere nocturnă, senzație de gaz și detectare a mișcării.

Autorul principal Dr. Fei Zheng a spus: „Este pentru prima dată când o structură sandwich este propusă în raport cu modelul convențional de distribuție a gradientului. Credem că această descoperire va ajuta la crearea și optimizarea dispozitivului pentru celule 2D și LED de performanță mai mare. “

Referință: „Un model structural ca un sandwich descoperit pentru aproape 2D filme peroviene” de Fei Zheng, Christopher R. Hall, Dechan Angmo, Chuantian Zuo, Sergey Rubanov, Zhenchuan Wen, Siobhan J. Bradley, Xiao-Tao Hao, Mei Gao, Trevor A. Smith și Kenneth P. Ghiggino, 25 martie 2021, Jurnalul de materiale chimice C.
DOI: 10.1039 / D1TC00606A

Finanțare: Australian Research Council

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.