Исследователи Университета Северного Иллинойса и американское министерство энергетики (Doe) Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (НРЕЛ) в Голдене, штат Колорадо, сообщают сегодня (февраля. 19) в журнале Nature на потенциальный прорыв в развитии гибридных перовскитных солнечных батарей.
Считаются восходящими звездами в области солнечной энергетики, перовскит солнечные батареи преобразуют свет в электричество. Они потенциально дешевле и проще в изготовлении, чем традиционные кремниевые солнечные батареи, а в небольших масштабах в лабораторных условиях, по крайней мере, продемонстрировали сопоставимые уровни эффективности. Но ключевые проблемы остаются нерешенными, прежде чем они смогут стать конкурентоспособной коммерческой техники.
Одной из главных задач является использование свинца. Большинство топ-гибридные перовскит солнечные батареи содержат воды-растворимый свинец, что вызывает озабоченность по поводу возможных утечек из поврежденных клеток.
Возглавляемая Сюй Тао НИУ и Кай Чжу из НРЕЛ, группа ученых разработала методику для улавливания свинца используется, чтобы сделать перовскит солнечные батареи и минимизации потенциальных токсических путем применения свинцово-поглощающих пленок для передней и задней части солнечной батареи.
«Главная проблема токсичности была одним из самых неприятных, «последней мили» проблемы в перовскитных солнечных батарей поле», — сказал Сюй, в НЮ-профессор химии. «Мы думаем, что у нас есть весьма перспективные решения этой проблемы-и это может быть игра-чейнджер.
«В случае повреждения клеток, наш прибор фиксирует подавляющее большинство из свинца, предотвращая его вымывание в грунтовые воды и почвы. Фильмы, которые мы используем, являются нерастворимыми в воде».
В условиях серьезного повреждения солнечных батарей в лабораторных условиях, ведущим поглощающих пленок поглощенных 96% свинца утечки, утверждают ученые. Их эксперименты также свидетельствуют о ведущей поглощающих слоев не оказывают негативного влияния на производительность мобильный или долгосрочную стабильность работы.
Перовскит солнечные батареи называются так потому, что они используют класс кристаллических структур, аналогичного тому, которое содержится в минерале, известном как перовскита. Перовскит-структурированной смеси в течение этих солнечных батарей является наиболее часто гибридных органо-неорганических галогенидов свинца на основе материала.
Ученые начали изучать эти кристаллических структур для использования в солнечных батареях только около десяти лет назад и быстро увеличили эффективность преобразования солнечной энергии. В то время как традиционные кремниевые солнечные батареи производятся с точным процессов с использованием высоких температур, перовскиты могут быть сделаны, используя комнатной температуры химических растворов.
Недавно разработанный «на устройстве подход секвестр» может быть легко включены с текущих конфигураций перовскит солнечные батареи, сказал Сюй.
Прозрачной свинцово-поглощая пленка наносится на проведении стекло на передней панели солнечной батареи. Фильм связывания содержит сильные свинцово-привязка фосфоновых кислотных групп, но не мешает захватить ячейку света. Менее дорогие полимерная пленка смешивается со свинцом-хелатирующие агенты, используемые на спине металлического электрода, который не нуждается в прозрачности.
«Материалы готовые, но они никогда не использовались для этой цели», — сказал Сюй. «Свет должен проникать в клетку, чтобы быть поглощается слоем перовскита, а передняя сторона фильма На самом деле действует как анти-отражения агентов, повышение прозрачности немного.»
Тесты для свинца утечки включены долбят и разбив передние боковые стекла от 2,5-х-ячейкой 2,5 см, и почесывая зад солнечных батарей с лезвия, прежде чем погружать их в воду. Пленки могут поглощать подавляющее большинство ведут в сильно поврежденных клеток из-за попадания воды.
«Стоит отметить, что продемонстрированный свинцово-секвестр подход также применим к другим перовскита на основе таких технологий, как полупроводниковое освещение, дисплей и датчик приложений,» сказал Чжу, старший научный сотрудник НРЕЛ.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!