طلاء الرش يمكن أن يمهد الطريق لخلايا شمسية أرخص

طلاء الرش يمكن أن يمهد الطريق لخلايا شمسية أرخص

يقول الباحثون إنهم حلوا تحدي تلفيق رئيسي للخلايا البيروفسكايت - وهما منافستان محتملين محتملين لخلايا شمسية مقرها السيليكون.

تظهر هذه البُنى البلّورية وعدًا كبيرًا لأنها تستطيع امتصاص جميع الأطوال الموجية للضوء تقريبًا. يتم تسويق الخلايا الشمسية Perovskite بالفعل على نطاق صغير ، ولكن التحسينات الكبيرة الأخيرة في كفاءة تحويل الطاقة (PCE) تدفع الاهتمام لاستخدامها كبدائل منخفضة التكلفة للألواح الشمسية.

في الورقة في النانويكشف فريق البحث عن وسيلة جديدة قابلة للتطبيق لتطبيق مكون أساسي لخلايا بيروفسكايت لحل بعض تحديات التصنيع الرئيسية. قام الباحثون بتطبيق طبقة نقل الإلكترون الحرجة (ETL) في الخلايا الضوئية perovskite بطريقة جديدة - طلاء الرش - لتشكيل ETL بموصلية عالية وصلابة قوية مع جاره ، طبقة perovskite.

معظم الخلايا الشمسية عبارة عن "سندويشات" من المواد ذات الطبقات بطريقة تجعلها تهاجم الإلكترونات في مادة مشحونة سالبًا وتضع تيارًا كهربائياً عن طريق تحريك الإلكترونات نحو عمل شبكي من "الثقوب" المشحونة إيجابياً. الخلايا الشمسية perovskite مع التوجه المستوي بسيط يسمى دبوس (أو ارتشف عند مقلوب) ، ويشكل perovskite الطبقة الجوهرية محاصرة الضوء ("أنا" في دبوس) بين ETL المشحونة سلبا وطبقة نقل حفرة موجبة الشحنة (HTL).

عندما يتم فصل الطبقات المشحونة إيجاباً وسلبياً ، تتصرف البنية وكأنها لعبة دون ذرية من Pachinko حيث تقوم الفوتونات من مصدر الضوء بإزاحة الإلكترونات غير المستقرة من ETL ، مما يجعلها تسقط باتجاه جانب HTL الإيجابي للساندويتش. طبقة perovskite تعجل هذا التدفق.

في حين أن بيروفسكايت يجعل الطبقة الجوهرية المثالية بسبب تقاربها القوي لكل من الثقوب والإلكترونات ووقت رد الفعل السريع ، فإن التصنيع على نطاق تجاري يثبت تحديًا جزئيًا لأنه من الصعب تطبيق طبقة ETL موحدة على السطح المتبلر للبيروفسكايت بشكل فعال.

اختار الباحثون المركب [6,6] -phenyl-C (61) -إيثيل حامض بوتر (PCBM) بسبب سجل تتبعه كمواد ETL ولأن PCBM المطبقة في طبقة خشنة توفر إمكانية التوصيلية المحسنة ، أقل اختراقًا اتصال الواجهة ، وتحسين محاصرة الضوء.


الحصول على أحدث من InnerSelf


يقول أندريه د. تايلور ، الأستاذ المشارك في كلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك: "لقد أجريت أبحاث قليلة للغاية حول خيارات ETL لتصميم الدبوس المستوي." "إن التحدي الرئيسي في الخلايا المستوية هو ، كيف تقوم بتجميعها في الواقع بطريقة لا تدمر الطبقات المتاخمة؟"

الطريقة الأكثر شيوعًا هي سبين الصب ، الذي يتضمن غزل الخلية والسماح للقوة الجاذبة بتفريق سائل ETL على طبقة البيروفسكايت. لكن هذه التقنية محدودة بالأسطح الصغيرة وينتج عنها طبقة غير متناسقة تقلل من أداء الخلية الشمسية. كما أن سبين سبك لا يقاوم الإنتاج التجاري للألواح الشمسية الكبيرة بطرق مثل التصنيع باللف إلى لفة ، والتي تكون هندسيتها مرنة بشكل جيد.

وبدلاً من ذلك ، لجأ الباحثون إلى طلاء الرش ، الذي يطبق ETL بشكل موحد عبر مساحة كبيرة وهو مناسب لتصنيع الألواح الشمسية الكبيرة. أبلغوا عن زيادة كفاءة 30 في المئة على ETLs أخرى - من PCE من 13 في المئة إلى أكثر من 17 في المئة - وعيوب أقل.

"نهجنا موجز ، يمكن إعادة إنتاجه بشكل كبير ، وقابليته للتوسع. وتشير إلى أن طلاء الرش PCBM ETL يمكن أن يكون له جاذبية واسعة النطاق لتحسين كفاءة خط الأساس للخلايا الشمسية perovskite وتوفير منصة مثالية للخلايا الشمسية perovskite pin كسر رقم قياسي في المستقبل القريب ، "يضيف تايلور.

يوجد مؤلفون إضافيون من جامعة العلوم والتكنولوجيا الإلكترونية الصينية ، وجامعة بكين ، وجامعة ييل ، وجامعة جونز هوبكنز.

قدمت مؤسسة المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (NSFC) ، ومؤسسة مجموعات أبحاث الابتكار في NSFC ، والمجلس الصيني للمنح الدراسية ، ومؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية التمويل للدراسة.

المصدر جامعة نيويورك

كتب ذات صلة:

{amazonWS: searchindex = Books؛ keywords = solar energy؛ maxresults = 3}

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة

رؤية والدينا وأقاربنا في ضوء جديد
رؤية والدينا وأقاربنا في ضوء جديد
by جين رولاند وشانتيديفي
هل يحمي درع الوجه من Covid-19؟
هل يحمي درع الوجه من Covid-19؟
by فيليب روسو وبريت ميتشل
هل تجاهل المكالمات الآلية يجعلها تتوقف؟
هل تجاهل المكالمات الآلية يجعلها تتوقف؟
by ساثفيك براساد وبرادلي ريفز

من المحررين

النشرة الإخبارية InnerSelf: أيلول 20 و 2020
by InnerSelf الموظفين
يمكن تلخيص موضوع النشرة الإخبارية هذا الأسبوع على أنه "يمكنك فعل ذلك" أو بشكل أكثر تحديدًا "يمكننا القيام بذلك!". هذه طريقة أخرى للقول "أنت / لدينا القدرة على إجراء تغيير". صورة ...
ما الذي يناسبني: "يمكنني فعل ذلك!"
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
السبب في أنني أشارك "ما يناسبني" هو أنه قد يعمل معك أيضًا. إذا لم تكن الطريقة التي أفعل بها ذلك بالضبط ، نظرًا لأننا جميعًا فريدون ، فقد يكون بعض التباين في الموقف أو الطريقة أمرًا جيدًا ...
النشرة الإخبارية InnerSelf: أيلول 6 و 2020
by InnerSelf الموظفين
نرى الحياة من خلال عدسات إدراكنا. كتب ستيفن آر كوفي: "نحن نرى العالم ، ليس كما هو ، ولكن كما نحن ، أو كما نحن مشروطون برؤيته". لذلك هذا الأسبوع ، نلقي نظرة على بعض ...
النشرة الإخبارية InnerSelf: أغسطس 30 ، 2020
by InnerSelf الموظفين
الطرق التي نسلكها هذه الأيام قديمة قدم الزمن ، لكنها جديدة بالنسبة لنا. التجارب التي نمر بها قديمة قدم الزمن ، لكنها أيضًا جديدة بالنسبة لنا. الشيء نفسه ينطبق على ...
عندما تكون الحقيقة فظيعة للغاية ومؤلمة ، اتخذ إجراءً
by ماري T. راسل، InnerSelf.com
وسط كل الأهوال التي تحدث هذه الأيام ، ألهمني شعاع الأمل الذي يسطع من خلاله. الناس العاديون يدافعون عن الصواب (وضد ما هو خطأ). لاعبي البيسبول،…