Badacze przedstawiają nową metodę molekularną poprawiającą wydajność i trwałość ogniw słonecznych perowskitowych.

WarsawNaukowcy z Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) odkryli nową metodę na poprawę efektywności i trwałości ogniw słonecznych z perowskitu. Wykorzystali specjalne traktowanie związkami amino-silanowymi, co znacznie poprawiło jakość i wydajność tych ogniw.

Ogniwka słoneczne perowskitowe to nowoczesna technologia przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną. W przeciwieństwie do tradycyjnych ogniw krzemowych, ogniwa perowskitowe są w stanie bardziej efektywnie absorbować światło i przekształcać je dzięki swojej unikalnej strukturze krystalicznej. Niemniej jednak często napotykają problemy związane ze stabilnością oraz występowaniem defektów. Zespół badaczy z HKUST opracował metodę nazywaną pasywacją, która pomaga naprawić te defekty i zwiększa stabilność materiału.

Kluczowe punkty ich ustaleń to: zastosowanie molekuł z rodziny amino-silanów do pasywacji, poprawa wydajności kwantowej fotoluminescencji (PLQY), co oznacza mniej defektów materiałowych, wysokie napięcie i efektywność przy różnych przerwach energetycznych oraz znaczna trwałość, z utrzymaniem wysokiej wydajności po 1 500 godzinach testów.

Zespół odkrył, że zastosowanie różnych rodzajów amin (pierwotnych, wtórnych i trzeciorzędowych) oraz ich mieszanek znacząco poprawia jakość filmów perowskitowych. Użyli metod „ex-situ” i „in-situ” do badania interakcji tych cząsteczek z perowskitami i zidentyfikowali, które z nich najlepiej zwiększają PLQY. Mniej defektów oznacza lepszą wydajność i trwałość.

Zobacz również:

Dzisiaj · 02:28

Odkrywanie związku między ociepleniem Arktyki a dynamiką pyłu atmosferycznego

Ta nowa metoda pasywacji nie tylko zwiększa wydajność, ale również dobrze współpracuje z obecnymi procesami produkcyjnymi. Jest podobna do procesu gruntowania HMDS stosowanego przy produkcji półprzewodników, co oznacza, że może być łatwo wykorzystana w produkcji na dużą skalę.

Testy porównawcze wykazały, że ich wyniki należą do najlepszych, charakteryzując się wysokimi napięciami w obwodzie otwartym i niskimi stratami fotonapięciowymi. Najlepsze ogniwa zachowały wysoką wydajność i sprawność konwersji mocy nawet po długotrwałych testach starzeniowych. Jest to istotne, ponieważ utrzymanie efektywności w czasie jest kluczowe dla sukcesu komercyjnego.

Ta metoda może pomóc w tworzeniu lepszych tandemo ogniw słonecznych. Takie ogniwa mają wiele warstw, aby pochłaniać więcej światła słonecznego. Obróbka aminokrzemowa może sprawić, że te ogniwa będą bardziej stabilne i wydajne, co ułatwi ich powszechne zastosowanie.

Współpraca zespołu z ekspertami z Uniwersytetu Oksfordzkiego i Uniwersytetu w Sheffield sprawia, że ich odkrycia zyskują na znaczeniu i wartości. To odkrycie może przyczynić się do stworzenia lepszych, trwalszych i bardziej przystępnych cenowo ogniw słonecznych z perowskitu, co wspiera rozwój technologii odnawialnych źródeł energii.