Sous: sciencedaily
Yon chèchè nan Georgia Tech kenbe yon selil solè perovskite ki baze sou, ki se fleksib ak pi lejè pase vèsyon Silisyòm ki baze sou.
Kredi: Rob Felt, Georgia Tech
Genyen yon anpil renmen sou selil solè perovskite ki baze sou. Yo se senp ak bon mache yo pwodwi, ofri fleksibilite ki ta ka déblotché yon ranje lajè nouvo nan metòd enstalasyon ak kote, ak nan dènye ane yo te rive nan enèji efikas apwoche sa yo ki nan selil tradisyonèl Silisyòm ki baze sou.
Men, lè n ap kalkile ki jan yo pwodwi aparèy enèji perovskite ki baze sou ki dire pi lontan pase yon koup la mwa te yon defi.
Koulye a, chèchè nan Georgia Enstiti Teknoloji, Inivèsite nan California San Diego ak Massachusetts Enstiti Teknoloji te rapòte rezilta nouvo sou selil solè perovskite ki te kapab mennen wout la nan aparèy ki fè pi byen.
"Selil solè Perovskite ofri anpil avantaj potansyèl paske yo ekstrèmman lejè epi yo ka fèt ak substrats fleksib plastik," te di Juan-Pablo Correa-Baena, yon pwofesè asistan nan lekòl Georgia Tech nan materyèl syans ak jeni. "Pou kapab fè konpetisyon nan mache a ak selil solisyòm ki baze sou solè, sepandan, yo bezwen yo dwe pi efikas."
Nan yon etid ki te pibliye Fevriye 8 nan syans jounal la e li patwone pa US Department of Energy ak Fondasyon Syans Nasyonal la, chèchè yo te dekri nan pi gwo detay mekanis yo nan kouman ajoute alkali metal tradisyonèl perovskites yo mennen nan pi bon pèfòmans.
"Perovskites te kapab reyèlman chanje jwèt la nan solè," te di David Fenning, yon pwofesè nanoengineering nan University of California San Diego. "Yo gen potansyèl pou redwi depans yo san yo pa bay pèfòmans yo. Men, gen anpil bagay pou aprann fondamantalman sou materyèl sa yo."
Pou konprann kristal perovskite, li itil yo panse a estrikti cristalline li yo kòm yon triyad. Yon pati nan triyad la se tipikman fòme nan plon an eleman. Dezyèm lan se tipikman te fè leve nan yon eleman òganik tankou methylammonium, ak twazyèm lan souvan konpoze de lòt alimid tankou brom ak yòd.
Nan dènye ane yo, chèchè yo te konsantre sou tès resèt diferan yo reyalize pi bon efikasite, tankou ajoute yòd ak brom nan eleman nan plon nan estrikti a. Apre sa, yo te eseye ranplase Sezyòm ak Rubidium nan pati nan perovskite a tipikman okipe pa molekil òganik.
"Nou te konnen nan pi bonè travay ki ajoute sezyòm ak rubidium nan yon melanje Brom ak pous yadine perovskite mennen nan pi bon estabilite ak pi wo pèfòmans," Correa-Baena te di.
Men, ti kras te konnen sou poukisa ajoute metal sa yo alkali amelyore pèfòmans nan perovskites yo.
Pou konprann egzakteman poukisa sa te sanble ke yo travay, chèchè yo te itilize kat entansite X-ray egzaminen perovskites yo nan nanoskal la.
"Pa gade nan konpozisyon an nan materyèl la perovskite, nou ka wè ki jan chak eleman endividyèl jwe yon wòl nan amelyore pèfòmans nan aparèy la," te di Yanqi (Grace) Luo, yon nanoengineering PhD elèv nan UC San Diego.
Yo te dekouvri ke lè sezyòm lan ak rubidium yo te ajoute nan melanje brom a ak yodine plon perovskite, li te lakòz brom a ak yòd melanje ansanm plis omojèn, sa ki lakòz jiska 2 pousan pi wo efikasite konvèsyon pase materyèl sa yo san yo pa aditif sa yo.
"Nou te jwenn ke inifòmite nan chimi a ak estrikti se sa ki ede yon selil solè perovskite opere nan tout potansyèl li yo," Fenning te di. "Nenpòt eterozite nan zo rèl sa a se tankou yon lyen fèb nan chèn lan."
Menm si sa, chèchè yo tou obsève ke pandan y ap ajoute rubidium oswa Cesium ki te koze brom a ak yòd yo vin pi plis omojèn, metal yo alamid tèt yo nan kation pwòp yo rete san patipri clustered, kreye inaktif "zòn mouri" nan selil la solè ki pwodwi pa gen okenn aktyèl.
"Sa a te etone," Fenning te di. "Èske w gen zòn sa yo ki mouri ta anjeneral touye yon selil solè. Nan lòt materyèl yo, yo aji tankou twou nwa ki souse nan elektwon nan lòt rejyon epi pa janm kite yo ale, pou ou pèdi aktyèl ak vòltaj.
"Men, nan sa yo perovskites, nou te wè ke zòn ki mouri alantou rubidium ak sesium yo pa te twò prejis nan pèfòmans selil solè, menm si te gen kèk pèt aktyèl," Fenning te di. "Sa a montre ki jan gaya materyèl sa yo, men tou ke gen nan menm plis opòtinite pou amelyorasyon."
Rezilta yo ajoute nan konpreyansyon a sou ki jan aparèy yo perovskite ki baze sou travay nan nanoskal la ak te kapab mete baz la pou amelyorasyon nan lavni.
"Sa yo materyèl pwomès yo dwe trè koute efikas ak segondè pèfòmans, ki se bèl anpil sa nou bezwen asire ke panno fotovoltaik yo te deplwaye lajman," Correa-Baena te di. "Nou vle eseye konpanse pwoblèm nan chanjman klima, se konsa lide a se gen selil fotovoltaik ki pi bon mache ke posib."
