Forskare kunde tillverka denna perovskitsolcell som övervinner problem med stabilitet. Kredit: National Renewable Energy Laboratory
Forskare vid US Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory (NREL) har visat en tenn-bly perovskitcell som övervinner problem med stabilitet och förbĂ€ttrar effektiviteten. Den nya cellen, en tandemdesign med tvĂ„ lager perovskiter, mĂ€tte en effektivitet pĂ„ 25,5 %.
Perovskiter har dykt upp som ett mycket effektivt material för solceller, men forskningen fortsÀtter att göra tekniken mer hÄllbar.
Den nya NREL-cellen behöll 80 % av sin maximala effektivitet efter 1 500 timmars kontinuerlig drift, eller mer Àn 62 dagar.
“Detta representerar ett accelererat Ă„ldringstest i labbet”, sĂ€ger Kai Zhu, senior forskare vid NREL och medförfattare till ett nytt dokument som beskriver forskningen. “Vid denna tandemeffektivitetsnivĂ„ Ă€r den bĂ€sta rapporterade stabiliteten i litteraturen normalt flera hundra timmar.”
Detaljer om den nya cellen anges i “BĂ€rarstyrning i Sn-Pb-perovskiterna med smala bandgap via 2D-katjonteknik för tandemsolceller med helt perovskite med förbĂ€ttrad effektivitet och stabilitet”, som visas i tidskriften Naturenergi.
Perovskite hÀnvisar till en kristallin struktur snarare Àn till ett specifikt element som kisel, och solcellerna Àr gjorda av en kemisk lösning fÀst pÄ ett substrat. De tvÄ motsvarande författarna, Kai Zhu och Jinhui Tong, sa att en tandem-perovskitcell, i vilken tvÄ lager Àr sammanfogade för att fÄnga lite olika delar av solspektrumet, kan vara mer Àn 30 % effektiv.
De andra medförfattarna frÄn NREL Àr Qi Jiang (medförfattare), Andrew Ferguson, Axel Palmstrom, Ji Hao, Sean Dunfield, Amy Louks, Steven Harvey, Haipeng Lu, Ryan France, Fei Zhang, Mengjin Yang, John Geisz, Matthew Beard, Darius Kuciauskas och Joseph Berry. Andra bidragsgivare Àr frÄn University of Colorado-Boulder och University of Toledo.
MÄnga av dessa forskare demonstrerade i en 2019 uppsats publicerad i tidskriften Vetenskap en tenn-bly tandem perovskitcell med en effektivitet uppmÀtt till 23,1 %. De kompenserade för eventuella problem orsakade av tenn genom att tillsÀtta den kemiska föreningen guanidiniumtiocyanat, vilket resulterade i markanta förbÀttringar av cellens strukturella och optoelektroniska egenskaper. Solceller skapar elektricitet nÀr solljus sÀtter igÄng elektronernas rörelse. En lÀngre bÀrarlivslÀngd i samband med rörelsen förbÀttrar cellens effektivitet. Tillsatsen av guanidiniumtiocyanat stÀrkte bÀrarens livslÀngd frÄn mindre Àn 200 nanosekunder (varje nanosekund Àr en miljarddels sekund) till 1 mikrosekund (eller en miljondels sekund).
För att förbÀttra det tidigare experimentet lade forskarna till fenetylammoniumjodid tillsammans med guanidiniumtiocyanat. Den förbÀttrade tenn-bly-perovskiten sÄg sin bÀrarlivslÀngd öka till cirka 9 mikrosekunder. De kombinerade tillsatserna reducerade ocksÄ defektdensiteten i samband med tennoxidation till en nivÄ som saknar motstycke för tenn-blyperovskiter och liknande vÀrdena för perovskiter med endast bly.
Den nya cellen visade ocksÄ en förbÀttring av den genererade spÀnningen, vid 2,1142 volt. I jÀmförelse registrerade den bÀsta certifierade tandemenheten 2.048 volt.
TillsÀtt guanidiniumtiocyanat till blandade tenn-blyperovskiter för att förbÀttra solcellseffektiviteten
Mer information:
Jinhui Tong et al, BĂ€rarkontroll i SnâPb-perovskiter via 2D-katjonteknik för tandemsolceller med helperovskite med förbĂ€ttrad effektivitet och stabilitet, Naturenergi (2022). DOI: 10.1038/s41560-022-01046-1 TillhandahĂ„lls av National Renewable Energy Laboratory
Citat:Nya tillsatser till perovskite tandemsolceller ökar effektiviteten, stabiliteten (2022, 15 juni) hÀmtad 15 juni 2022 frÄn https://techxplore.com/news/2022-06-additives-perovskite-tandem-solar-cells.html
Detta dokument Àr föremÄl för upphovsrÀtt. Bortsett frÄn all rÀttvis handel i syfte att privata studier eller forskning, fÄr ingen del reproduceras utan skriftligt tillstÄnd. InnehÄllet tillhandahÄlls endast i informationssyfte.
HĂ„ll kontakten med oss ââpĂ„ sociala medieplattformar för omedelbar uppdatering klicka hĂ€r för att gĂ„ med i vĂ„r Twitter och Facebook
