Sendvičová struktura zvyšuje účinnost solárních panelů nové generace

Příklad prototypu materiálu solárních článků nové generace. Kredit: Shutterstock

Vědci prozkoumali výzvu solární účinnosti pomocí sendvičového modelu

Konstrukci solárních panelů nové generace lze nyní vylepšit díky mnohem obecnějšímu porozumění vnitřní struktuře klíčové součásti.

Ve světě, který touží po levnějších a efektivnějších energetických inovacích, slouží australští vědci.

Práce vedená Centrem excelence ARC společnosti Exciton Science ukázala, že dvourozměrné (2D) tenké filmy používané v některých perovskitových solárních článcích jsou v sendviči téměř identické. Perovskit je vzrušující materiál v čele výzkumu a designu solární energie.

Vědci si dříve mysleli, že 2D perovskitové filmy mají ‚gradientovou ‘strukturu, ve které se některé složky nacházejí v hlubokém materiálu, přičemž další doplňkové prvky se nacházejí pouze v blízkosti povrchu, jako je překrývání crackeru

Nicméně v článku publikovaném v Journal of Materials Chemistry C, členové Exciton Science založené na University of Melbourne, spolu s partnery národních agentur CSIRO a Shandong University, poskytují důkazy o podobné sendvičové struktuře, kde obě vrstvy jsou stejného typu (chléb) obklopují střed, různé vrstvy ( náplň).

2D perovskitová sendvičová struktura

Grafické znázornění navrhované 2D „sendvičové“ struktury perovskitů. Uznání: Science at Exciton

Toto uspořádání podporuje excitony – kvazičástice nezbytné pro přeměnu slunečního světla na elektřinu – k přechodu z centrální vrstvy do stejných horních částí filmu, zatímco nosiče nesou náboj. Za sběr elektrod, což pomáhá vést k efektivnější generaci solární energie při zabudování do zařízení.

“Skutečným problémem je pochopit, jaká je struktura 2D perovskitových solárních článků,” uvedl odpovídající autor profesor Ken Ghiggino.

„V literatuře je spousta kontroverzí. Pokrok, který jsme udělali, abychom zjistili, jaká je skutečná struktura těchto filmů a jak fungují ve slunečním článku.“

2D perovskitová zařízení jsou zvláště zajímavá kvůli jejich vynikající síle a robustnosti ve srovnání s „3D“ perovskitovými buňkami. Prototypová 2D zařízení vyvinutá výzkumnými pracovníky využívajícími infrastrukturu a odborné znalosti CSIRO vykázala 13% účinnost.

S lepším pochopením struktury se vědci nyní snaží zvýšit schopnost zařízení změnou tloušťky vnitřních vrstev perovskitového „sendviče“.

Kromě solárních článků mají vylepšené 2D perovskitové filmy důležité aplikace v diodách emitujících světlo (LED) a fotodetektorech, jako je videozáznam, optická komunikace, biomedicínské zobrazování, bezpečnost, noční vidění, snímání plynů a detekce pohybu.

Spoluautor Dr. Fei Zheng řekl: “Je to poprvé, co byla navržena sendvičová struktura ve srovnání s konvenčním modelem dodání gradientu. Myslíme si, že tento objev pomůže navrhnout a optimalizovat zařízení pro vyšší výkon. 2D buňky a LED.”

Odkaz: „Model sendvičové struktury odhalený pro kvazi-2D perovskitové filmy“ od Fei Zhenga, Christophera R. Halla, Dechana Angma, Chuantiana Zua, Sergeje Rubanova, Zhenchuana Wena, Siobhana J. Bradleyho, Siao-Tao Haa, Mei Gaa , Trevor A. Smith a Kenneth P. Ghiggino, 25. března 2021, Journal of Materials Chemistry C.
DOI: 10.1039 / D1TC00606A

Financování: Australská rada pro výzkum

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.