banner adv
Noua descoperire pentru celule solare fotovoltaice, perovskitele ating stabilitatea pe termen lung, eficiența peste 20% - stiinta

Noua descoperire pentru celule solare fotovoltaice, perovskitele ating stabilitatea pe termen lung, eficiența peste 20%

Oamenii de știință au îmbunătățit considerabil stabilitatea operațională a celulelor solare perovskite prin introducerea tiocianatului cupros protejat de un strat subțire de oxid de grafen redus. Dispozitivele au pierdut performanțe mai mici de 5% atunci când au fost supuse unui test crucial de îmbătrânire accelerată, în timpul căruia au fost expuse mai mult de 1000 de ore la lumina solară completă la 60 ° C.

Ultimele descoperiri pentru panouri solare fotovoltaice si eficienta.

Celulele solare perovskite (PSC) pot oferi o eficiență ridicată a conversiei luminii, cu costuri reduse de producție. Dar pentru a fi viabile din punct de vedere comercial, pelicula perovskite trebuie să fie, de asemenea, durabile și să nu se degradeze la lumina soarelui în timp. Oamenii de știință de la EPFL au îmbunătățit considerabil stabilitatea operațională a PSC-urilor, păstrând mai mult de 95% din randamentul lor inițial de peste 20% sub iluminarea plină a soarelui la 60 ° C pentru mai mult de 1000 de ore. Descoperirea, care marchează cea mai mare stabilitate pentru celulele solare perovskite, este publicată în Science.

Provocări ale stabilității pentru noile panouri solare fotovoltaice si eficienta.

Celulele solare convenționale din siliciu au atins un punct de maturizare, cu eficiențe de până la 25%, iar problemele legate de producția cu costuri ridicate, greutatea și rigiditatea au rămas în mare parte nerezolvate. Dimpotrivă, o tehnologie fotovoltaică relativ nouă bazată pe celule solare perovskite a realizat deja o eficiență de peste 22%.

Având în vedere versatilitatea chimică vastă și prelucrabilitatea cu costuri reduse a materialelor perovskite, PSC-urile dețin promisiunea de a conduce viitorul tehnologiei fotovoltaice prin oferirea de celule solare ieftine, cu greutate redusă și cu eficiență ridicată. Dar, până acum, doar materialele extrem de scumpe, prototipuri (HTM, care transportă selectiv încărcături pozitive într-o celulă solare) au reușit să obțină o eficiență de conversie a energiei de peste 20%.

Printre numeroasele HTM anorganice, tiocianatul cupros (CuSCN) se evidențiază ca un candidat stabil, eficient și ieftin ($ 0,5 / gr față de 500 $ / gr pentru spiro-OMeTAD). Dar încercările anterioare de a utiliza CuSCN în celulele solare perovskite au dat numai eficiență moderată stabilizată și stabilitate slabă a dispozitivului, datorită problemelor asociate depunerii unui strat CuSCN de înaltă calitate deasupra peliculei perovskite, ca și instabilitatea chimică a stratul CuSCN atunci când este integrat într-o celulă solară perovskită.

O soluție stabilă pentru panouri solare fotovoltaice si eficienta.

Acum, cercetătorii de la laboratorul lui Michael Grätzel de la EPFL, într-un proiect condus de Neha Arora și M. Ibrahim Dar, au introdus două noi concepte care depășesc deficiențele majore ale celulelor solare perovskite pe bază de CuSCN. În primul rând, ei au dezvoltat o metodă simplă bazată pe soluții dinamice pentru depunerea straturilor CuSCN cu o grosime de 60 nm, foarte conforme, care permite fabricarea de celule solare perovskite cu eficiență stabilizată a conversiei de putere mai mare de 20%. Acest lucru este comparabil cu eficiența celor mai performante celule solare perovskite bazate pe spiro-OMeTAD.

În al doilea rând, oamenii de știință au introdus un strat subțire, un distanțier de oxid de grafen redus între CuSCN și un strat de aur. Această inovație a permis celulelor solare perovskite să obțină o stabilitate operațională excelentă, păstrând peste 95% din eficiența lor inițială în timp ce funcționează la un punct de putere maximă timp de 1000 ore în condiții de iluminare plină la 60 ° C. Acest lucru depaseste chiar si stabilitatea celulelor solare perovskite organice pe baza de HTM, care sunt puternic cercetate si au dominat recent terenul.

Cercetatorii au descoperit de asemenea ca instabilitatea dispozitivelor perovskite provine din degradarea contactului CuSCN / aur in timpul operarii celulelor solare.

"Aceasta este o descoperire majoră în cercetarea celulelor solare perovskite și va deschide calea pentru desfășurarea comercială la scară largă a acestei noi tehnologii fotovoltaice foarte promițătoare", spune Michael Grätzel. "Aceasta va aduce beneficii numeroșilor oameni de știință din domeniu care au căutat intens un material care să poată înlocui vehiculele utilizate în mod curent, prohibitiv", adaugă M. Ibrahim Dar.

Povestea Sursa:

Materiale furnizate de Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. Notă: conținutul poate fi editat pentru stil și lungime.

Ultimele stiri de azi din Romania - stiinta

Masini uimitoare, stupul de roboti asemănătoare insectelor care pot asambla aproape orice

Micro-uzina de robotei: Silicon Valley SRI International a dezvoltat ceea ce ar putea fi cea mai uimitoare armată micro-robot vreodată: MicroUzina. Acest stup robotic de mașini asemănătoare insectelor a fost conceput pentru a construi aproape or...
Noua descoperire pentru celule solare fotovoltaice, perovskitele ating stabilitatea pe termen lung, eficiența peste 20%

Oamenii de știință au îmbunătățit considerabil stabilitatea operațională a celulelor solare perovskite prin introducerea tiocianatului cupros protejat de un strat subțire de oxid de grafen redus. Dispozitivele au pierdut performanțe m...
Aluminiu super-puternic, inginerii au descoperit o modalitate de printare 3D a aluminiului

O echipă de cercetători de la laboratoarele HRL a conceput o metodă care permite în cele din urmă imprimarea 3D a metalelor și aliajelor cu rezistență ridicată. Aceste materiale, utilizate în mod obișnuit în piese industria...
Rusia anunță parteneriatul cu NASA pentru a construi prima stație spațială lunară

NASA "Deep Space Gateway" este o componentă cheie a planului pe termen lung al agenției de a trimite oameni pe Marte. În acest weekend, se așteaptă ca Rusia să-și anunțe implicarea în proiect. Rusia va anunța în curând...
După 15 ani de coma, stimularea nervului restabilește conștiința

Un bărbat in varsta de 35 de ani care s-a afla într-o stare vegetativă (coma) timp de 15 ani după un accident de mașină a arătat semne de conștiență după ce neurochirurgii au implantat un stimulator nervos nervului vag în piept....
Obezitatea la final: Plasture acoperit cu ace minuscule ce dizolvă excesul de grăsime din corp, oriunde îl lipiți

Un plasture de piele care topeste efectiv excesul de grasime corporala, oriunde v-ati hotarat sa-l aplicati, suna prea bine pentru a fi adevarat, insa acest lucru exista, datorita unor noi cercetari. Plasturele medicamentat utilizează o serie de ace...