Chèchè yo kreye nanopartikul kole pou maksimize Perovskite Solè Efikasite Solè

Sous: www.wevolver.com

Chèchè yo te devlope yon keratin ki fèt nan diyoksid Titàn ak nanopartikul Silisyòm sonan ki sèvi kòm yon kouch adisyonèl nan pwosesis pou pwodwi selil solè yo. Patikil Mie-sonan nan keratin nan fè li posib pou kontwole kantite limyè absòbe epi ogmante jenerasyon fotokouran, ki pèmèt chèchè yo pote efikasite nan selil solè jiska 21%. Importantly, eksperyans yo te fèt sou halogen (MAPbI3) perovskites, ki se pi toupatou ak byen etidye nan jaden an nan fotovoltaik.

Materyèl ki disponib

Perovskites Halide yo se kèk nan materyèl ki pi pwomèt nan fotovoltaik kontanporen, sepandan yo gen yon sèl dezavantaj enpòtan: kouch fotoaktif yo se sèlman sou 300-600 nanomèt. Kouch sa yo mens pa ka absòbe tout limyè a fèk ap rantre, men an menm tan an yo pa ka fè pi epè - Lè sa a, yo pral limyè a ap gaye pi aktivman sa ki lakòz pèt enèji.

Youn nan de estrateji ka itilize ranfòse efikasite nan selil solè ki baze sou perovskit: amelyore koleksyon an chaj oswa ogmante absòpsyon limyè. Premye estrateji a egzije pou itilize konpozisyon perovskit pi konplèks ak entwodwi sibstans adisyonèl (anjeneral, metal ki ra), osi byen ke jeneralman ogmante konpleksite estrikti a. Natirèlman, sa a mennen nan yon ogmantasyon nan depans pwodiksyon an. Chèchè nan ITMO Inivèsite ansanm ak kòlèg li yo nan Tor Vergata Inivèsite te alantou pwoblèm sa a lè yo ogmante konsantrasyon limyè anndan selil solè yo. Anplis, solisyon yo itilize Silisyòm, youn nan eleman ki pi aksesib nan lanati.

"Nou ka jwenn Silisyòm nan sab, kidonk gen prèske yon rezèv kontinuèl nan materyèl sa a. Li ta te yon solisyon etranj tou senpleman prezante Silisyòm nan estrikti a perovskite, men li ta ka prezante kòm yon nanopartikul. Patikil sa yo sèvi kòm nanoantennae - yo trape limyè epi li rezonans andedan yo. Epi limyè ki pi long la rete nan kouch fotoaktif la, plis materyèl la absòbe, "eksplike, pwofesè nan lekòl fizik ak jeni ITMO a.

Kalkil egzak

Trick a se ke nanopartikul Silisyòm nan gwosè espesifik yo Mie-sonan. Mèsi a efè sa a, nanopartikul yo ka anplifye divès kalite fenomèn optik, ki gen ladan absòpsyon limyè ak radyasyon espontane. Nan lòt mo, yo travay kòm nanoantennae. Sepandan, yo nan lòd yo sèvi ak pwopriyete sa a, chèchè yo te gen fè grav kalkil teyorik ak bati yon modèl ki matirite pou pwopriyete elektwofizik ak optik nan tout kouch ak nanopartikul yo lè yo sibi radyasyon ekstèn ak vòltaj.

Dezyèm travay enpòtan ak konplèks pwojè a te idantifye kote ki pi bon pou keratin nan devlope. Selil solè yo pwodwi lè l sèvi avèk metòd la kouch vire, lè kouch likid yo sekans aplike sou youn ak lòt. Sa fè li posib pou kreye fim mens nan kontwole diferan epesè ak konsantrasyon. Anplis, pratikman nenpòt lòt materyèl ak sibstans ki sou ka ajoute nan fim pandan pwodiksyon sa yo.

"Avèk metòd likid nou ka fasilman pòsyon soti kantite nanopartikul sèk nan yon solisyon. Ki sa nou te deside te nan ki kouch nou ta dwe mete patikil yo Mie-sonan. Si yo mete nan kouch perovskit la, yo ta domaje rejyon fotoaktif li yo. Si yo ta dwe mete nan kouch transpò anwo a, limyè a ta sitou absòbe lè li rive nan nanopartikul yo nan tout kouch ki anba yo. Se poutèt sa nou mete nanopartikul yo nan kouch kap vini an apre perovskit la - fason sa a yo pi pre sous limyè a epi yo travay kòm antèn pi efikasman, "di Aleksandra Furasova, premye otè nan papye a ak yon asosye rechèch jinyò nan lekòl ITMO a nan Fizik ak Jeni.

Yon teknoloji senp

Keratin nan devlope se senp pou aplike pou epi yo ka itilize ak selil solè nan nenpòt ki konpozisyon ak konfigirasyon. An menm tan an, pa gen okenn konplikasyon adisyonèl nan pwosesis pwodiksyon an, pandan y ap pri a nan aparèy yo ki kapab lakòz ogmante pa sèlman 0.3%.

"Kole a ka fasil aplike ak lòt metòd, pa sèlman ak kouch vire. Li se yon pwodwi anvan tout koreksyon inivèsèl ki ka itilize nan lòt kalite selil solè, osi byen ke nan pwodiksyon an nan aparèy divès kalite - fotodetektè, rekolt, ak optoelektronik. Pwodiksyon sa a tou se zanmitay anviwònman an, menm jan nou pa sèvi ak nenpòt ki materyèl ki ra. Kòm yon rezilta, nou te devlope byen yon solisyon teknolojik e nou kwè ke pwodwi a pral inivèsèl aplikab ak t'ap chache-apre, "fini Sergey Makarov.