โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

ประสิทธิภาพจากเซลล์สุริยะขนาดใหญ่ที่เพิ่มขึ้น

Anonim

ทีมวิจัยได้ใช้วิธีการประดิษฐ์ที่พัฒนาขึ้นใหม่กว่าประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน 15 เปอร์เซ็นต์จากเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ขนาดใหญ่กว่าหนึ่งตารางเซนติเมตร นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบราวน์และ National Renewable Energy Lab (NREL) ได้รายงานผลการค้นพบของพวกเขาในวารสาร Advanced Materials

การโฆษณา


Perovskites วัสดุที่มีโครงสร้างผลึกเฉพาะได้ก่อให้เกิดเสียงดังฉวัดเฉวียนในโลกพลังงานแสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์ของ Perovskite มีราคาค่อนข้างถูกและประสิทธิภาพในการเปลี่ยนแสงแดดเป็นไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้รายงานประสิทธิภาพของเซลล์เพอร์โตสไวต์สูงกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ซึ่งเป็นคู่แข่งกับเซลล์ซิลิคอนแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตามการให้คะแนนที่มีประสิทธิภาพสูงเหล่านี้ทำได้โดยใช้เซลล์เพียงหนึ่งในสิบของตารางเซนติเมตรเหมาะสำหรับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ แต่มีขนาดเล็กเกินไปที่จะใช้ในแผงเซลล์แสงอาทิตย์

"การใช้เซลล์ขนาดเล็กเพื่อการทดสอบประสิทธิภาพได้กระตุ้นให้เกิดคำถามเปรียบเทียบเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด perovskite กับเทคโนโลยี photovoltaic อื่น ๆ ที่มีอยู่" Nitin Padture, ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมที่ Brown, ผู้อำนวยการสถาบัน Brown's for Molecular and Nanoscale Innovation และหนึ่งใน ผู้เขียนอาวุโสของการวิจัยใหม่กล่าวว่า แต่ที่นี่เราได้แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะได้รับประสิทธิภาพ 15 เปอร์เซ็นต์บนเซลล์ขนาดใหญ่กว่าตารางเซนติเมตรผ่านการปรับปรุงกระบวนการนี้เป็นความคืบหน้าจริง.

การรักษาประสิทธิภาพของเซลล์เพอร์วอสไทรต์ที่มีขนาดใหญ่ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นสิ่งที่ท้าทาย Padture กล่าว ปัญหาที่เกิดขึ้นกับ Perovskite คือเมื่อคุณพยายามสร้างภาพยนตร์ขนาดใหญ่โดยใช้วิธีการแบบเดิมคุณจะได้รับความบกพร่องในภาพยนตร์ที่ลดประสิทธิภาพ "

กระบวนการผลิตที่นักวิจัยจาก Brown และ NREL รายงานในเอกสารฉบับล่าสุดนี้สร้างขึ้นจากวิธีการที่รายงานโดย Yuanyuan Zhou ซึ่งเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในห้องปฏิบัติการของ Padture สารตั้งต้นของ Perovskite จะถูกละลายในตัวทำละลายและเคลือบลงบนพื้นผิว จากนั้นพื้นผิวจะถูกอาบด้วยตัวทำละลายตัวที่สอง (เรียกว่าสารป้องกันตัวทำละลาย) ซึ่งเลือกหยิบสารตั้งต้นและตัวทำละลายออกมา สิ่งที่เหลือคือฟิล์มที่เรียบเนียนของผลึก perovskite

ในงานวิจัยชิ้นใหม่นี้โจวและ Mengjin Yang นักวิจัยด้านดุษฏีบัณฑิตที่ NREL ได้พัฒนาเคล็ดลับเพื่อเพิ่มผลึกคริสตัล Perovskite ให้มีขนาดใหญ่ขึ้น เคล็ดลับคือการเพิ่มสารตั้งต้นอินทรีย์ส่วนเกินที่เริ่ม "กาว" ผลึก perovskite ขนาดเล็กและช่วยให้พวกเขาผสานเข้ากับวัตถุขนาดใหญ่ในระหว่างการอบความร้อนซึ่งจะทำให้สารตั้งต้นส่วนเกินออกไป

Padture กล่าวว่า "ความครอบคลุมและความสม่ำเสมอของพื้นที่ขนาดใหญ่มาจากวิธีการใช้ตัวทำละลาย เมื่อเรามีความครอบคลุมแล้วเราจะเพิ่มขนาดของคริสตัลซึ่งทำให้เรามีฟิล์มที่มีข้อบกพร่องน้อยลงและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น " ประสิทธิภาพสูงสุดถึง 15 เปอร์เซ็นต์ในงานล่าสุดนี้เป็นการเริ่มต้นที่ดี Padture กล่าว แต่ก็ยังมีช่องว่างในการปรับปรุง ในท้ายที่สุดเขาต้องการจะเข้าถึงเซลล์ขนาดใหญ่ได้ถึง 20 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์และเขาคิดว่าเครื่องหมายดังกล่าวอาจอยู่ในระยะใกล้โดยใช้วิธีนี้หรือคล้ายกัน

Padture และเพื่อนร่วมงานที่ University of Nebraska-Lincoln เพิ่งได้รับทุนสนับสนุนมูลค่า 4 ล้านเหรียญจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติเพื่อขยายการวิจัย perovskite ของพวกเขา

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุที่จัดเตรียมโดย มหาวิทยาลัยบราวน์ หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


Journal Reference :

  1. Mengjin Yang, Yuanyuan Zhou, Yining Zeng, Chun-Sheng Jiang, Nitin P. Padture, Kai Zhu Square-Centimeter Solution-Planed CH3NH3PbI3Perovskite เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากกว่า 15% วัสดุขั้นสูง, 2015; DOI: 10.1002 / adma.201502586