Повсеместный переход на солнечную энергию будет в значительной степени зависеть от надежной, безопасной и недорогостоящей технологии, как аккумуляторы для хранения энергии и солнечных батарей для преобразования энергии. В Политехническом институте Ренсселира, исследователи сосредоточены на обе части этого уравнения.
В исследовании, опубликованном сегодня в передовых функциональных материалов, команда инженеров, материаловедов и физиков показали, как новый материал — свинец-бесплатно халькогенидных перовскита, не ранее рассматривался для использования в солнечных батареях могут обеспечить более безопасный и более эффективный вариант, чем другие, которые обычно считаются.
Органо-неорганических галоидных перовскитов, тип кристаллической минеральной, показали обещание в качестве ключевого компонента в солнечных батареях, но они также создают большие проблемы. Их уникальные свойства являются очень эффективными в преобразовании энергии солнца в энергию и они дешевле, чем кремний, который традиционно используется в этом качестве. Однако, они неустойчивы, когда они подвергаются воздействию влаги и солнечных лучей, снижение работоспособности, как их разлагают, и они распадаются на свинец и свинец йодистый, которые являются опасными веществами.
«Эти материалы дадут вам очень хорошее представление на день, но внутри трех-четырех дней, максимум неделю, вы обнаружите, что их эффективность стремительно падает», — сказал Нихил Koratkar, материального профессор механической, аэрокосмической и ядерной техники в городе Ренсселер, и автор на бумаге. «Кроме того, эти материалы не являются экологически чистыми, так как они содержат свинец.»
Чтобы решить эту проблему, Koratkar и команда исследователей, в которую входили Тушар Гупта, докторант в области машиностроения, продемонстрировали, как тонкая пленка свинца халькогенидных перовскита, в частности, циркония, бария сульфид (BaZrS3), могут заменить свинцово-содержащих перовскитов для более безопасной и более стабильное приложение.
Для того, чтобы проверить способность этого соединения для преобразования света в электрический ток, команда использовала его, чтобы построить датчик света. Работа исследователей в лаборатории показали, что BaZrS3, по определению более стабильные и водостойкие. Они смогли продемонстрировать с помощью теоретических расчетов и компьютерного моделирования, что BaZrS3 обладает высокой устойчивостью к реакции или разрушения при воздействии влаги или интенсивного солнечного света. Это было экспериментально подтверждено через детальное устройство-старения исследованиями, которые проводились в течение четырех недель. На вершине всего этого, Koratkar сказал, производство это соединение является на самом деле дешевле, чем высококачественного кремния.
«Национальной инженерной академии определены 14 задач; одним из них является, чтобы сделать сбор энергии от солнца дешевле и более распространены,» Koratkar сказал. «Это мотивация этой работы, придумать новые материалы, которые могли бы соперничать в эффективности Кремниевой, но и снизить стоимость производства солнечных батарей, и что ключом к достижению этой цели».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!