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O futuro de células solares do perovskite brilha um pouco mais brilhante

July 6, 2021

últimas notícias da empresa sobre O futuro de células solares do perovskite brilha um pouco mais brilhante
Fonte:
Okinawa Institute da universidade graduada da ciência e da tecnologia (OIST)
Sumário:
Uma maneira nova de sintetizar um pó essencial é chave a levantar a eficiência de células solares do perovskite, diz pesquisadores.

As células solares, que convertem a luz solar à eletricidade, têm sido por muito tempo parte da visão global para a energia renovável. Embora individual as pilhas são muito pequenas, quando upscaled aos módulos, podem ser usadas para carregar baterias e luzes de poder. Se colocada de lado a lado, poderiam, de um dia, sejam a fonte de energia preliminar para construções. Mas as células solares atualmente no mercado utilizam o silicone, que as faz caras fabricar quando comparado a umas fontes de energia mais tradicionais.

Isso é o lugar aonde outro, relativamente novo-à-ciência, material entra -- perovskite do alogenuro do metal. Quando aninhado no centro de uma célula solar, esta luz de conversos cristalina da estrutura igualmente à eletricidade, mas em um muito mais barato do que o silicone. Além disso, as células solares perovskite-baseadas podem ser utilização fabricada rígida e carcaças flexíveis assim, ao lado de ser mais baratas, poderiam ser mais de pouco peso e flexíveis. Mas, para ter o potencial do real-mundo, estes protótipos precisam de aumentar em tamanho, eficiência, e tempo.

Agora, em um estudo novo, publicado na energia Nano, nos pesquisadores dentro dos materiais da energia e na unidade de superfície das ciências, conduzida pelo professor Yabing Qi, em Okinawa Institute da universidade graduada da ciência e da tecnologia (OIST) demonstraram que criar uma das matérias primas necessárias para perovskites de uma forma diferente poderia ser chave ao sucesso destas pilhas.

“Há um pó cristalino necessário nos perovskites chamou FAPbI3, que forma a camada do absorvente do perovskite,” explicou um dos autores principais, Dr. Guoqing Tong, erudito pos-doctoral na unidade. “Previamente, esta camada foi fabricada combinando dois materiais -- PbI2 e FAI. A reação que ocorre produz FAPbI3. Mas este método é longe de perfeito. Há frequentemente umas sobras de uma ou ambas os materiais originais, que podem impedir a eficiência da célula solar.”

Para obter em torno disto, os pesquisadores sintetizaram o pó cristalino usando um método de engenharia mais preciso do pó. Ainda usaram um do materials-PbI2 cru -- mas igualmente etapas extra incluídas, que envolveu, entre outras coisas, aquecendo a mistura a 90 graus Célsio e com cuidado dissolvendo e filtrando para fora algumas sobras. Isto assegurou-se de que o pó resultante fosse de alta qualidade e estruturalmente perfeito.

Um outro benefício deste método era que a estabilidade do perovskite aumentou através das temperaturas diferentes. Quando a camada do absorvente do perovskite foi formada da reação original, era estável em altas temperaturas. Contudo, na temperatura ambiente, girou de marrom para amarelar, que não era ideal para a luz de absorção. A versão sintetizada era marrom mesmo na temperatura ambiente.

No passado, os pesquisadores criaram uma célula solar perovskite-baseada com a eficiência mais de 25%, que é comparável às células solares silicone-baseadas. Mas, para mover em tamanho estas células solares novas além do laboratório, um de gama alta e a estabilidade a longo prazo são necessários.

da “as células solares Laboratório-escala são minúsculas,” disse o prof. Qi. “O tamanho de cada pilha é somente aproximadamente 0,1 cm2. A maioria de pesquisadores focalizam nestes porque são mais fáceis de criar. Mas, em termos das aplicações, nós precisamos os módulos solares, que são muito maiores. O tempo das células solares é igualmente algo que nós precisamos de ser conscientes de. Embora a eficiência de 25% fosse conseguida previamente, o tempo era, no máximo, algumas mil horas. Após isto, a eficiência da pilha começou diminuir.”

Usar o pó do perovskite, o Dr. cristalinos sintetizados Tong, ao lado do Dr. Dae-Yong Son e os outros cientistas do técnico da unidade de pesquisa em Unidade do prof. Qi, conseguiu uma eficiência de conversão sobre de 23% em sua célula solar, mas o tempo era mais de 2000 horas. Quando escalaram até os módulos solares de 5x5cm2, ainda conseguiram sobre a eficiência de 14%. Como um prova--conceito, fabricaram um dispositivo que usasse um módulo solar do perovskite para carregar uma bateria de íon de lítio.

Estes resultados representam uma etapa crucial para eficiente e as células solares estáveis e os módulos perovskite-baseados que poderiam, de um dia, sejam usados fora do laboratório. “Nosso passo seguinte é fazer um módulo solar de que seja 15x15cm2 e tenha uma eficiência mais de 15%,” disse o Dr. Tong. “De um dia eu espero que nós podemos pôr uma construção em OIST com nossos módulos solares.”

Este trabalho foi apoiado pelo programa do Prova--conceito do desenvolvimento de tecnologia de OIST e de centro de inovação.

 

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