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Lead-Adsorbing Ionogel减少铅泄漏钙钛矿太阳能电池

最新的研究亚博老虎机网登录科学的进步专注于小说封装策略钙钛矿细胞通过实现lead-absorbing ionogel,非常有效地防止泄漏的铅,可以承受高强度的影响很长一段时间。

研究:Lead-adsorbing ionogel-based封装为抗冲击、稳定和过上安全钙钛矿模块。图片来源:约瑟夫Klopacka / Shutterstock.com

最新的研究关注的是巨大的低成本发电使用金属卤化物。然而,含有水溶性钙钛矿领导造成污染的土地,土壤和地下水位。

在过去的替代方法

锡和双钙钛矿被用来解决这个问题,但锡基已经有Sn稳定性差2 +很容易氧化锡4 +。其他一些方法也实现了,但是他们也有问题。电荷传输层,如alkoxy-poly tetra-ethylene甘醇,。

然而,这些层都不足以吸收铅离子。另一个著名的方法,来弥补他们lead-absorbing材料,失败才能够减缓铅泄漏的速度不能完全避免它。另一个主要问题是PSC的使用标准的玻璃衬底,由于劣质的力学性能,当受损甚至有点粉碎。

钙钛矿的有效的解决方案是ionogel-based封装模块,具有多种功能的提高影响电阻率和减少泄漏,增加钙钛矿模块的稳定性。

亚博网站下载材料和方法

研究提到,使用的材料是无水,西格玛奥德里奇99%,95% Syn亚博网站下载thonix, AIBN (Sigma-Aldrich)和MBAA (Sigma-Aldrich)。

(一个)方案ionogel微结构和铅吸附机制。(B)玻璃衬底的传播,没有ionogel(500μm厚度)。嵌入的图像ionogel面积15厘米到15厘米(红色虚线)放在一个玻璃衬底(蓝色虚线所示)。(C)紫外线ionogel和爱伦·坡的稳定;误差棒从三个独立的测试。(D)原始ionogel样品染不同的颜色(左前);减少样本的图像(左中)和愈合在50°C 2小时(左底);拉伸愈合样本(右)的形象。广场(1厘米1厘米)图像中可以参考。(Eionogel)铅吸附动力学。插图从pseudo-second-order模型是动力学拟合曲线的方程tqt = 1 / (kqe) 2 + tqe, k是速率常数和q的地方e和问t在吸附铅离子平衡和时间t。图片来源:肖荀,北卡罗莱纳大学教堂山分校。

聚合,AA TPDP单体,ionogel是在一个单一的步骤。0.001 g MBAA首次溶解在0.4 g和0.001 g AIBN的AA单体在一个典型的过程;MBAA和AIBN每个0.25重量%相对于AA。热压真空条件下用于封装坡电影。使用tensile-compressive试验机拉伸性能的测定。

吸附动力学的研究,0.2 g的PAA ionogel加入50毫升的8.6 104 MAPbI3水溶液在120 rpm,不断搅拌。不同延迟时间被用来提取标本前体的解决方案。

铅泄漏试验

封装的有效性与PAA ionogel发现防止铅泄漏由于太阳能minimodules的影响。马年代。0.7足总0.3PbI3钙钛矿太阳能minimodules面积52.7±3.2厘米2和ITO / PTAA / MA的结构0.7足总0.3PbI3/ C60BCP /铜制造于一批以避免样本变异。minimodules随后被包裹在坡结构或ionogel。

Minimodules结构与金属球相撞时骨折,然而Minimodules B和C结构保持完整与特征的星形骨折影响站点。这强调的重要性船壳封装。

铅泄漏对汽车滚动

除了改善机械耐冲击,强劲的ionogel结构C是预测操作lead-adsorbing材料,减少铅泄漏甚至更多。复制猛烈的冰雹,极具破坏力的冰雹测试完成影响密度每平方英寸(即1的影响。这里采用8影响的模块)。

对样品A和B,累积铅泄漏是0.60和0.47通用2,分别。颜色变化是检测到的边缘结构C模块浸泡3小时后。水已经到钙钛矿层,根据研究结果。泡水的积累导致泄漏量,另一方面,没有表现出显著增加,最终值为7.8 * 105通用汽车2,这是四个数量级低于结构。

(一个)设备结构。HTL空穴传输层;ETL、电子传输层。(B)钙钛矿模块的电流-电压曲线(面积31.5厘米2之前和之后)ionogel封装。插图是封装模块的形象。(Cjv曲线的典型的已经被(面积0.08毫米2之前和之后)ionogel封装。插图是图表的参数比较。(D)效率分布的统计结果32 ionogel之前和之后已经被封装。(EF)效率的进化已经在DH (E)和热循环(F)测试根据IEC 61215标准。从统计结果误差是五个独立的设备。RH,相对湿度。图片来源:肖荀,北卡罗莱纳大学教堂山分校。

前5天的浸泡,封装薄膜ionogel-based结构的C显示没有明显的颜色变化和最小的泄漏。这部电影开始改变颜色后大约10天的浸泡,表明水渗透了钙钛矿层和崩溃引起的。

当封装ionogel-based结构C是用来代替POE-based结构,它预测近three-order-of-magnitude减少导致泄漏。

领导真正的泄漏是一个主要问题和经典方法没能成功迎合它。然而,ionogel封装了所有的标准测试和显示优良的机械和化学性质。艰难,可靠,lead-absorbent纳入钙钛矿材料太阳能电池组件封装从根本上减少了漏铅进入细胞并导致太阳能电池的稳定性的增强。耐用ionogel层的包装可能会保持不变,操作作为一个过滤层抑制铅泄漏甚至在恶劣的情况下,如被一辆汽车驱动的,表明它是最适合这一目的。

引用

肖,X。王,M。陈,S。张,Y。顾,H。邓,Y。,。黄,j . (2021)。Lead-adsorbing ionogel-based封装为抗冲击、稳定和过上安全钙钛矿模块。亚博老虎机网登录科学的进步https://www.亚博老虎机网登录science.org/doi/10.1126/sciadv.abi8249

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Ibtisam Abbasi

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Ibtisam Abbasi

Ibtisam空间技术研究所毕业,伊斯兰堡与航空航天工程学士学位。在他的学术生涯中,他曾在多个研究项目,并成功地管理一些课余活动,比如国际世界空间周和航空航天工程国际会议。赢得一个英语散文比赛期间他的本科学位,Ibtisam一直对研究非常感兴趣,写作和编辑。毕业后不久,他加入了AzoNetwork提高他的技能作为一个自由职业者。Ibtisam喜欢旅行,特别是到农村。他一直是一个体育爱好者,喜欢看网球、足球和板球。出生在巴基斯坦,Ibtisam一天希望能环游世界。

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