Спрей-покрытие может проложить путь к более дешевым солнечным элементам

Спрей-покрытие может проложить путь к более дешевым солнечным элементам

Исследователи говорят, что они решили крупную проблему изготовления перовскитных клеток - интригующих потенциальных претендентов на кремниевые солнечные элементы.

Эти кристаллические структуры показывают большие перспективы, потому что они могут поглощать почти все длины волн света. Перовскитовые солнечные элементы уже коммерциализированы в небольших масштабах, но недавние значительные улучшения в эффективности их преобразования энергии (PCE) стимулируют использование их в качестве недорогих альтернатив для солнечных панелей.

В статье в наноразмерных, исследовательская группа раскрывает новое масштабируемое средство применения критического компонента для перовскитных ячеек для решения некоторых основных проблем изготовления. Исследователи применили критический электронный транспортный слой (ЭТЛ) в перовскитных фотогальванических ячейках новым способом - распылительным покрытием - чтобы получить ЭТЛ с превосходной проводимостью и сильным взаимодействием со своим соседом - перовскитным слоем.

Большинство солнечных элементов являются «сэндвичами» материалов, слоистых таким образом, что когда свет попадает на поверхность клетки, он возбуждает электроны в отрицательно заряженном материале и создает электрический ток, перемещая электроны к решетке положительно заряженных «дыр». перовскитные солнечные элементы с простой плоской ориентацией, называемой штифтом (или зазором при инвертировании), перовскит представляет собой поглощающий свет внутренний слой («i» в штыре) между отрицательно заряженным ETL и положительно заряженным транспортным слоем дырок (HTL).

Когда положительно и отрицательно заряженные слои разделены, архитектура ведет себя как субатомная игра Пачинко, в которой фотоны из источника света вытесняют неустойчивые электроны из ETL, заставляя их падать к положительной стороне HTL сэндвича. Перовскитный слой ускоряет этот поток.

В то время как перовскит создает идеальный внутренний слой из-за его сильного сродства как к дырам, так и к электронам, а также к быстрому времени реакции, коммерческое изготовление оказывается сложным, потому что трудно эффективно нанести однородный слой ETL поверх кристаллической поверхности перовскита.

Исследователи выбрали метиловый эфир соединения [6,6] -фенил-C (61) -масляной кислоты (PCBM) из-за его послужной список в качестве материала ETL и потому, что PCBM, нанесенный в грубом слое, дает возможность улучшить проводимость, менее проницаемую интерфейсный контакт и улучшенное захват света.


Получите последние новости от InnerSelf


«Очень мало исследований было сделано по вариантам ETL для планарного дизайна штырей, - говорит Андре Д. Тейлор, адъюнкт-профессор в Tandon School of Engineering в Нью-Йоркском университете. «Основная проблема в плоских ячейках заключается в том, как вы на самом деле собираете их таким образом, чтобы не разрушать соседние слои?»

Наиболее распространенным методом является спиновое литье, которое включает в себя вращение ячейки и возможность центростремительной силы диспергировать жидкость ETL над перовскитной подложкой. Но этот метод ограничен небольшими поверхностями и приводит к несогласованному слою, который снижает производительность солнечного элемента. Спин-литье также является нежелательным для коммерческого производства больших солнечных панелей такими способами, как производство рулонных валков, для которых в противном случае хорошо подходит гибкая плоская перовскитовая архитектура.

Исследователи вместо этого обратились к распылительному покрытию, которое равномерно распределяет ETL на большой площади и подходит для изготовления больших солнечных панелей. Они сообщили об увеличении эффективности 30 процентов по сравнению с другими ETL - от PCE от 13 процентов до более 17 процентов и меньше дефектов.

«Наш подход является кратким, очень воспроизводимым и масштабируемым. Это говорит о том, что распыление покрытия PCBM ETL может иметь широкую привлекательность для повышения эффективности использования перовскитных солнечных элементов и обеспечения идеальной платформы для рекордных штыревых перовскитных солнечных элементов в ближайшем будущем », - добавляет Тейлор.

Дополнительные соавторы из Университета электронной науки и технологии Китая, Пекинского университета, Йельского университета и Университета Джона Хопкинса.

Фонд Фонда естественных наук Китая (NSFC), Фонд инновационных исследовательских групп NSFC, Китайский стипендиальный совет и Национальный научный фонд США предоставили финансирование для исследования.

источник: Нью-Йоркский университет

Похожие книги:

{amazonWS: searchindex = Книги; ключевые слова = солнечная энергия; maxresults = 3}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

Будьте добры к себе и другим
Будьте добры к себе и другим
by Сара Люк Маккой
Что вы хотите?
Что вы хотите?
by Мари Т. Рассел, Внутренний

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

Что вы хотите?
Что вы хотите?
by Мари Т. Рассел, Внутренний

ОТ РЕДАКТОРОВ

Информационный бюллетень InnerSelf: сентябрь 6, 2020
by InnerSelf персонала
Мы видим жизнь через призму нашего восприятия. Стивен Р. Кови писал: «Мы видим мир не таким, каков он есть, а такими, какие мы есть ──или так, как мы привыкли его видеть». Итак, на этой неделе мы рассмотрим некоторые…
InnerSelf Newsletter: август 30, 2020
by InnerSelf персонала
Дороги, по которым мы путешествуем сегодня, стары как времена, но для нас они новы. Переживания, которые мы переживаем, стары как времена, но они также новы для нас. То же самое и с…
Когда правда настолько ужасна, что причиняет боль, действуйте
by Мария Т. Рассел, InnerSelf.com
Среди всех ужасов, происходящих в наши дни, меня вдохновляют сияющие лучи надежды. Обычные люди, отстаивающие то, что правильно (и против того, что неправильно). Бейсболисты,…
Когда ты спиной к стене
by Мари Т. Рассел, Внутренний
Я люблю интернет. Теперь я знаю, что многие люди могут сказать об этом много плохого, но мне это нравится. Также как я люблю людей в моей жизни - они не идеальны, но я все равно их люблю.
InnerSelf Newsletter: август 23, 2020
by InnerSelf персонала
Все, наверное, согласятся, что мы живем в странные времена ... новые впечатления, новые взгляды, новые вызовы. Но нас можно воодушевить, вспомнив, что все всегда в движении, ...