Будущее фотоэлементов перовскита светит немного яркому

Это куда другое, относительно нов-к-наука, материал приходит внутри -- перовскит металла галоидный. Устраиванный удобно в центре фотоэлемента, этот белый огонь кристаллического строения также к электричеству, но на очень недорогом чем кремний. Furthermore, основанные на перовскит фотоэлементы можно изготовить используя и твердую и субстраты лимберса так, наряду с быть дешевле, они смогли быть более облегченны и гибки. Но, иметь реальный потенциал, этим прототипам нужно увеличить в размере, эффективности, и продолжительности жизни.

Теперь, в новом исследовании, опубликованном в Nano энергии, исследователи внутри материалы энергии и поверхностный блок наук, приведенный профессором Yabing Ци, на институте Окинава университета студент-выпускника науки и техники (OIST) продемонстрировали что создание одного из сырья необходимого для перовскитов по-другому смогло быть ключевое к успеху этих клеток.

«Необходимый кристаллический порошок в перовскитах вызвали FAPbI3, которое формирует слой амортизатора перовскита,» объяснили один из ведущих авторов, Д-р Guoqing Схват, после защиты докторской диссертации ученый в блоке. «Ранее, этот слой был изготовлен путем совмещение 2 материалов -- PbI2 и FAI. Реакция которая случается производит FAPbI3. Но этот метод далеко от идеального. Часто остатки одного или оба из первоначальных материалов, которые могут воспрепятствовать эффективность фотоэлемента.»

Для того чтобы получить вокруг этого, исследователи синтезировали кристаллический порошок используя более точный метод инженерства порошка. Они все еще использовали одно из сырцового materials-PbI2 -- но также включенные дополнительные шаги, который включило, среди прочего, нагревающ смесь до 90 градус цельсий и осторожно растворяющ и фильтрующ вне все остатки. Это обеспечило что приводя порошок был высококачественен и структурно идеальный.

Другое преимущество этого метода было что стабильность перовскита увеличила через различные температуры. Когда слой амортизатора перовскита был сформирован от первоначальной реакции, он был стабилизирован в условиях высоких температур. Однако, на комнатную температуру, он повернул от коричневого для того чтобы пожелтеть, которое не было идеально для поглощая света. Синтезированная версия была коричнева даже на комнатной температуре.

В прошлом, исследователи создавали основанный на перовскит фотоэлемент с эффективностью больше чем 25%, которая соответствует к основанным на кремни фотоэлементам. Но, двинуть эти новые фотоэлементы за лабораторией, высококачественное в размере и долгосрочная стабильность необходимы.

«фотоэлементы Лаборатори-масштаба крошечные,» сказал Prof. Ци. «Размер каждой клетки только около 0,1 cm2. Большинств исследователи фокусируют на этих потому что они легче для создания. Но, по отоношению к применениям, нам нужны солнечные модули, которые гораздо больше. Продолжительность жизни фотоэлементов также что-то нам нужно быть заботливый. Хотя эффективность 25% ранее была достигана, продолжительность жизни были, самое большее, немного тысячи часов. После этого, эффективность клетки начала просклонять.»

Используя синтезированные кристаллические порошок перовскита, Д-р Схват, наряду с Д-р Dae-Yong Сыном и другими учеными техника научно-исследовательского подразделения в Блоке Prof. Ци, достигл эффективности преобразования сверх 23% в их фотоэлементе, но продолжительность жизни была больше чем 2000 часов. Когда они масштабировали до солнечных модулей 5x5cm2, они все еще достигло сверх эффективность 14%. Как доказательство понятия, они изготовили прибор который использовал модуль перовскита солнечный для того чтобы поручить литий-ионный аккумулятор.

Эти результаты представляют важный шаг к эффективному и стабилизированные основанные на перовскит фотоэлементы и модули которые смогли, один день, были использованы вне лаборатории. «Наш следующий шаг сделать солнечный модуль которого 15x15cm2 и имеет эффективность больше чем 15%,» сказал Д-р Схват. «Один день я надеюсь что мы может привести здание в действие на OIST с нашими солнечными модулями.»

Эта работа была поддержана программой доказательства понятия разработки технологий и инновационного центра OIST.