Syantis ranfose estabilite ak efikasite nan pwochen jenerasyon Sole Teknoloji

Sous: oist.jp

Cheche soti nan Enstiti a Okinawa nan Syans ak Teknoloji gradye Inivesite (OIST) te kreye pwochen jenerasyon modil sole ak efikasite segonde ak estabilite bon. Fe le li sevi avek yon kalite materyel yo rele perovskites, modil sole sa yo ka kenbe yon pefomans segonde pou plis pase 2000 edtan. Rezilta yo, te rapote 20yem Jiye 2020 nan dirijan jounal, Eneji Nati, te pwospekte klere nan komesyalizasyon.

Perovskites gen potansyel la revolisyone endistri a teknoloji sole. Fleksib ak leje, yo pwomet plis adaptasyon pase lou ak rijid selil ki baze sou silikon ki baze sou kounye a domine mache a. Men syantis yo dwe simonte kek gwo mal anvan perovskites ka komesyalize.

"Gen twa kondisyon ki perovskite dwe satisfe: yo dwe bon mache yo pwodwi, tre efikas epi yo gen yon vi ki long," te di Pwofese Yabing Qi, tet nan OIST laMateryel eneji ak Syans sifas, ki te dirije etid sa a.

Yon demonstrasyon nan yon Selil Sole Perovskite

Pri a nan fe selil sole sole se ki ba, kom materyel yo bon mache anvan tout koreksyon mande pou ti eneji nan pwosesis. Ak nan jis sou yon dekad, syantis yo te fe gwo strides nan amelyore ki jan efektivman perovskite selil sole konveti limye soley nan elektrisite, ak nivo efikasite kounye a konparab ak sa yo ki nan selil silikon ki baze sou.

Sepandan, yon fwa scaled moute soti nan ti selil sole pi gwo modil sole, nivo yo efikasite nan perovskite plummet. Sa a se pwoblem kom teknoloji komesyal sole bezwen rete efikas nan gwose a nan panno sole, plizye pye nan longe.

"Scaling-up se tre mande; nenpot domaj nan materyel la vin pi pwononse pou ou bezwen materyel-wo kalite ak pi bon teknik twal," eksplike Dr Luis Ono, yon ko-ote nan etid sa a.

Enstabilite a nan perovskites se yon lot kesyon kle anba envestigasyon entans. Selil sole komesyal bezwen pou kapab kenbe tet ak ane operasyon men kounye a perovskite selil sole degrade vit.

Bati kouch yo

Ekip Pwofese Qi a, ki te sipote pa Devlopman nan OIST Teknoloji ak Sant Inovasyon Center a prev-of-Concept, adrese estabilite sa yo ak efikasite pwoblem le li sevi avek yon apwoch nouvo. Aparey sole Perovskite yo te fe moute nan kouch miltip - chak ak yon fonksyon espesifik. Olye pou yo konsantre sou yon sel kouch, yo gade pefomans an jeneral nan aparey la ak ki jan kouch yo kominike youn ak lot.

Kouch nan perovskite aktif, ki absobe limye soley la, manti nan sant la nan aparey la, sandwich ant kouch yo lot. Le foton limye frape kouch perovskite a, negativman-chaje elektwon yo harness eneji sa a ak "sote" nan yon nivo eneji ki pi wo, kite deye pozitivman-chaje "twou" kote elektwon yo itilize yo dwe. Chaj sa yo Le sa a, divesite nan direksyon opoze nan kouch elektwon ak twou transpo anwo a ak anba a kouch la aktif. Sa a kreye yon koule nan chaj - oswa elektrisite - ki ka kite aparey la sole atrave elektwod. Se aparey la tou enkapsilte pa yon kouch pwoteksyon ki diminye degradasyon ak anpeche chimik toksik soti nan koule nan anviwonman an.

Nan etid la, syantis yo te travay ak modil sole ki te 22.4 cm2.

Syantis yo premye amelyore kides la ant kouch a perovskite aktif ak kouch transpo elektwonik la, pa ajoute yon chimik yo rele EDTAK ant de kouch yo. Yo te jwenn ke EDTAK anpeche kouch a oksid elektwon elektwon soti nan reyaji ak kouch a perovskite aktif, ogmante estabilite nan modil la sole.

EDTAK la tou amelyore efikasite nan modil la perovskite sole nan de diferan fason. Pwemyeman, potasyom nan EDTAK la te deplase nan kouch la perovskite ak "geri" ti domaj sou sifas la perovskite. Sa a anpeche domaj sa yo soti nan pelen elektwon yo ki ap deplase ak twou, sa ki pemet plis elektrisite yo dwe pwodwi. EDTAK la ogmante pefomans pa amelyore pwopriyete yo konduktif nan kouch nan oksid elektwonik elektwonik, fe li pi fasil yo kolekte elektwon soti nan kouch nan perovskite.

Syantis yo te fe amelyorasyon menm jan an nan kides la ant kouch a perovskite aktif ak kouch nan transpo twou. Fwa sa a, yo te ajoute yon kalite perovskite rele EAMA ant kouch yo, ki ranfose kapasite nan pou kouch nan transpo twou yo resevwa twou.

Aparey la EAMA-trete tou te montre pi bon estabilite anba imidite ak tes tanperati. Sa a te akoz ki jan EAMA a reyaji ak sifas la nan kouch a perovskite aktif, ki se yon mozayik nan grenn kristal. Nan aparey sole san EAMA, syantis yo te we ke fant ki te fome sou sifas kouch aktif la, ki soti nan limit yo ant grenn sa yo. Le syantis yo te ajoute EAMA, yo te obseve ke materyel la adisyonel perovskite plen limit grenn yo ak sispann imidite nan ki ap antre nan, anpeche sa yo krak soti nan fome.

Ekip la tou modifye kouch nan transpo tet li, pa melanje nan yon ti kantite polymere yo rele PH3T. Polymere sa a ranfose rezistans imidite pa bay kouch la ak pwopriyete dlo-repete.

Polymere a tou rezoud yon pwoblem pi gwo ki te deja anpeche amelyorasyon nan estabilite alontem. Elektwod la sou tet modil la perovskite sole ki te fome soti nan bann mens nan lo. Men, sou tan, ti patikil lo emigre soti nan elektwod la, nan kouch nan transpo twou ak nan kouch la perovskite aktif. Sa a pefomans irreversibly pefomans nan aparey la.

Le cheche yo enkopore PH3T, yo te jwenn ke patikil yo lo imigre nan aparey la pi dousman ki siyifikativman ogmante lavi modil la.

Pou amelyorasyon final yo, syantis yo te ajoute yon kouch mens nan polymere a, parylene, nan adisyon a ve, bay yon kouch pwoteksyon nan modil la sole. Avek sa a te ajoute pwoteksyon, modil yo sole kenbe sou 86 nan pefomans premye yo, menm apre 2000 edtan nan ekleraj konstan.

Nan kolaborasyon ak Dr. Te di Kazaoui nan Enstiti Nasyonal nan Avanse Endistriyel Syans ak Teknoloji (AIST), Ekip la OIST teste modil yo sole amelyore ak jwenn yon efikasite nan 16.6 % – yon efikasite tre wo pou yon modil sole nan ki gwose. Cheche yo kounye a vize pote soti nan modifikasyon sa yo sou pi gwo modil sole, ki mennen wout la nan direksyon pou devlopman nan gwo-echel, teknoloji komesyal sole nan tan kap vini an.