Sous:news.northwestern.edu
Konklizyon yo, ki te pibliye jodi a (17 novanm) nan jounal Syans, dekri yon solisyon doub molekil pou simonte pèt efikasite lè limyè solèy la konvèti an enèji. Lè yo enkòpore premye, yon molekil pou adrese yon bagay ki rele rekonbinasyon sifas, nan ki elektwon yo pèdi lè yo bloke nan domaj - atòm ki manke sou sifas la, ak yon dezyèm molekil pou deranje rekonbinasyon nan koòdone ant kouch, ekip la reyalize yon renouvlab nasyonal. Energy Lab (NREL) sètifye efikasite nan 25.1% kote apwòch anvan yo te rive nan efikasite nan jis 24.09%.
"Teknoloji solè Perovskite ap deplase vit, ak anfaz rechèch ak devlopman ap deplase soti nan absòbe esansyèl nan interfaces yo," te di Northwestern pwofesè Ted Sargent. "Sa a se pwen kritik pou amelyore plis efikasite ak estabilite epi mennen nou pi pre wout pwomèt sa a pou rekòlte solè ki toujou pi efikas."
Sargent se direktè ko-egzekitif Paula M. Trienens Enstiti pou Dirab ak Enèji (ansyen ISEN) ak yon chèchè miltidisiplinè nan chimi materyèl ak sistèm enèji, ak randevou nan depatman chimi nan Weinberg College of Arts and Sciences ak la. Depatman jeni elektrik ak òdinatè nan McCormick School of Engineering.
Selil solè konvansyonèl yo fèt ak pite Silisyòm ki gen anpil enèji pou pwodwi epi yo ka sèlman absòbe yon seri fiks nan spectre solè an.
Materyèl perovskite ki gen gwosè ak konpozisyon ka ajiste pou "melodi" longèdonn limyè yo absòbe, sa ki fè yo yon teknoloji tandem favorab ak potansyèlman pi ba pri, wo-efikasite.
Istorikman, selil solè perovskit yo te soufri nan defi pou amelyore efikasite akòz enstabilite relatif yo. Pandan kèk ane ki sot pase yo, pwogrè ki soti nan laboratwa Sargent a ak lòt moun te pote efikasite selil solè perovskit nan menm ranje ak sa ki ka reyalize ak Silisyòm.
Nan rechèch la kounye a, olye ke eseye ede selil la absòbe plis limyè solèy la, ekip la konsantre sou pwoblèm nan nan kenbe ak kenbe pwodwi elektwon yo ogmante efikasite. Lè kouch perovskit la kontakte kouch transpò elèktron selil la, elektwon yo deplase soti nan youn nan lòt. Men, elektwon an ka deplase tounen deyò epi ranpli, oswa "rekonbine" ak twou ki egziste sou kouch perovskit la.
"Rekonbinasyon nan koòdone a se konplèks," te di premye otè Cheng Liu, yon etidyan postdoktora nan laboratwa a Sargent, ki se ko-sipèvize pa Charles E. ak Emma H. Morrison Pwofesè nan Chimi Mercouri Kanatzidis. "Li trè difisil pou sèvi ak yon sèl kalite molekil pou adrese rekonbinasyon konplèks epi kenbe elektwon, kidonk nou konsidere ki konbinezon molekil nou ta ka itilize pou rezoud pwoblèm nan pi konplè."
Rechèch sot pase yo nan ekip Sargent a te jwenn prèv ke yon molekil, PDAI2, fè yon bon travay nan rezoud koòdone koòdone. Apre sa, yo te bezwen jwenn yon molekil ki ta travay pou repare domaj sifas yo epi anpeche elektwon yo rekonbine avèk yo.
Lè yo jwenn mekanis ki ta pèmèt PDAI2 travay ak yon molekil segondè, ekip la te redwi sou souf, ki ta ka ranplase gwoup kabòn - tipikman pòv nan anpeche elektwon yo deplase - pou kouvri atòm ki manke yo ak siprime rekonbinasyon.
"Nan abòde inefikasite debaz yo jwenn nan selil solè envèsite perovskit, ki se sitou akòz pèt recombination nonradiative, yo tabli yon nouvo estanda nan efikasite selil solè," te di Northwestern pwofesè Mercouri Kanatzidis. "Sa a se yon ilistrasyon prensipal ki jan jaden an nan chimi materyèl avanse ka siyifikativman amelyore efikasite nan konvèsyon enèji ak lonjevite nan émergentes teknoloji fotovoltaik perovskite."
Kanatzidis se yon otorite dirijan nan domèn chimi materyèl ak solisyon enèji dirab, ak randevou doub nan depatman chimi Weinberg ak depatman syans materyèl ak jeni McCormick.
"Nou kontan dèske estrateji bimolekilè nou an montre aplikasyon pou yon seri konpozisyon perovskit, ki gen ladan sa ki pwomèt pou selil solè tandem," te di Bin Chen, pwofesè asistan rechèch nan chimi ak yon ko-otè sou papye a.
Yon papye resan pa menm gwoup la pibliye nan Nature devlope yon kouch pou substra a anba kouch perovskit la pou ede selil la travay nan yon tanperati ki pi wo pou yon peryòd ki pi long. Solisyon sa a, dapre Liu, ka travay nan tandem ak rezilta yo nan papye Syans la.
Pandan ke ekip la espere rezilta yo pral ankouraje pi gwo kominote syantifik la kontinye avanse travay la, yo menm tou yo pral travay sou swivi.
"Nou dwe itilize yon estrateji ki pi fleksib pou rezoud pwoblèm koòdone konplèks la," Cheng te di. "Nou pa ka itilize sèlman yon sèl kalite molekil, jan moun te fè deja. Nou itilize de molekil pou rezoud de kalite rekonbinasyon, men nou asire w ke gen plis kalite recombinasyon ki gen rapò ak defo nan koòdone a. Nou bezwen eseye itilize. plis molekil vin ansanm epi asire ke tout molekil travay ansanm san yo pa detwi fonksyon youn lòt."
