2019年2月8日
广泛的家庭compounds-perovskites-shares特定的晶体结构。这些化合物吸引了大量的新兴趣,有前途的太阳能电池材料,由于其灵活性,低成本和相对简单的生产过程。亚博网站下载
钙钛矿制成的太阳能电池有很大的承诺,部分原因是他们可以很容易地在可卷曲的基片上,这样的实验细胞。(图片来源:肯·理查森)
然而,很少有人了解他们的结构细节和替换不同的金属或其他元素的影响在材料。传统太阳能电池的硅处理在温度大于1400°C,昂贵的设备的帮助下,往往会限制他们的能力生产按比例增长。app亚博体育相反,它是可能的处理钙钛矿在液体溶液温度下降到100°C,借助低成本的设备。app亚博体育此外,钙钛矿可以沉积在基质的数组,如灵活的塑料,允许范围广泛的创新应用,否则无法实现硬和厚的硅晶片。
现在,科学家们已经成功地确定了钙钛矿的行为的一个重要方面和各种配方的开发:一些添加剂有一种“甜蜜点”,在更高的数量,提高了性能和之外,额外的数量开始下降。
前麻省理工学院博士后胡安-帕布鲁Correa-Baena,麻省理工学院教授就你和托尼奥Buonassisi和18人在麻省理工学院,加州大学圣地亚哥分校和其他机构杂志报道,该研究的结果亚博老虎机网登录。
钙钛矿是一个宽泛的类别的化合物共享一个由三部分组成的晶体结构,和每个部分可以由任意数量的不同的化合物或元素,导致一个非常广泛的有前途的配方。根据Buonassisi,小说的发展可以从菜单排序相比,钙钛矿从每个列,选择一个或多个列B,以及列X(按照惯例)。
”你可以混合和匹配,”他说,然而,所有的差异只能通过反复试验方法分析了直到现在。这是因为调查人员没有基本的了解什么是发生在材料。
此前的一项研究中,由一个研究小组从瑞士洛桑联邦理工和参加由Correa-Baena透露,当某些添加碱金属钙钛矿结构,他们能提高材料的效率改变太阳能电力,从大约19%到大约22%。但是,没有解释当时可用的增强和没有理解究竟这些金属化合物中所做的。”很少了解组织是如何影响性能”,表示Buonassisi。
现在,综合利用高分辨率同步映射nano-X-ray荧光量测用梁探针材料测量的宽度只有1000的头发已发现的过程细节,与可能的线索如何进一步提高材料的性能。
发现,当这些碱金属、铷、铯、添加到钙钛矿化合物,其他的一些成分能够流畅地结合在一起。添加剂等调查人员描述,有助于“同质化”混合,使其导电更轻松,从而增强其作为太阳能电池的效率;然而,这只是工作到一个特定的点,指出团队。除了特定的浓度,金属,补充说,凝结在一起,形成区域干扰材料的电导率和部分抵消最初的好处。对于任何指定制定这些复杂的化合物,甜点是提供了最好的性能,研究人员指出。
”这是一个很大的发现”,表示Correa-Baena成为助理教授在一月份乔治亚理工大学材料科学与工程。亚博网站下载亚博老虎机网登录研究人员发现了一个有趣的事实,经过三年的研究在麻省理工学院和加州大学圣地亚哥分校的合作者,是“当你添加这些碱金属,为什么性能改善”。团队能够直接视图的变化材料的成分和显示这些反补贴均质化的影响和凝结,除了其他的事情。
”基于这些发现,我们的想法是,现在我们知道我们应该调查类似的系统,添加碱金属或其他金属”,或修改其他部分配方,Correa-Baena。
尽管钙钛矿可以主要优势相比传统的硅太阳能电池,尤其是构建低成本的工厂来创建它们,还需要做更多的工作来提高他们的整体效率和增强他们的寿命,大大落后于硅电池。
尽管调查人员解释了钙钛矿材料内部发生的结构性变化在添加各种金属和相应的性能的变化,“我们仍然不了解这背后的化学”,表示Correa-Baena。这是研究的主题被研究人员执行。根据Correa-Baena,这些钙钛矿的假想的最大效率的太阳能电池大约是31%,到目前为止,最优性能大约是23%;因此,仍有可能增强的一个主要优势。
而钙钛矿可能需要几年的时间来充分发挥他们的潜力,至少两家公司已经在创造的过程中生产线,和在未来一年左右的时间,计划开始商业化第一模块。这些丰富多彩、透明和微型太阳能电池设计纳入建筑的立面。”它已经发生了Correa-Baena说:“”但仍然有工作要做在这些更耐用”。
根据Buonassisi,一旦大规模的可制造性问题,耐久性,和效率,钙钛矿可以成为可再生能源领域的一个关键的球员。
如果他们成功了在可持续、高效模块在保持低成本的制造业,可以改变游戏规则。它可以允许扩大太阳能比我们快得多。
胡安-帕布鲁Correa-Baena,助理教授,佐治亚理工学院材料科学与工程学院。亚博网站下载亚博老虎机网登录
钙钛矿太阳能电池”现在主要候选人商业化。因此,提供更深入的见解,完成这项工作,有利于未来发展高级研究员Michael Saliba表示,"软物质物理的弗里堡大学,瑞士,谁没有参与这项研究。
“这是伟大的工作,在一些最调查揭示材料。亚博网站下载synchrotron-based的使用,新技术与新材料工程是最高的质量,并且是值得出现在这样一个高级杂志”。他补充说,在这一领域的研究工作”迅速进展。因此,有更详细的知识将成为解决未来重要的工程挑战”。
除了麻省理工学院和加州大学圣地亚哥分校的研究人员,研究包括阿贡国家实验室的科学家们和普渡大学。美国能源部、美国国家科学基金会,斯科尔科沃科技研究所,加州能源委员会支持这项工作。亚博老虎机网登录