13:06 2022-01-25
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Noua tehnică sporește eficiența, sustenabilitatea celulelor solare perovskite la scară largă
_ Noua tehnică sporește eficiența , sustenabilitatea celulelor solare perovskite la scară largă
O echipă internațională de cercetători a demonstrat o tehnică de producere a materialelor fotovoltaice perovskite la scară industrială, care va reduce costurile și va îmbunătăți performanța solară perovskită produsă în serie. celule.
Tehnica este ieftină, simplă, eficientă din punct de vedere energetic și ar trebui să deschidă calea pentru crearea de celule solare perovskite. Perovskitul este de interes pentru celulele solare deoarece absoarbe lumina foarte eficient. Acest lucru permite crearea de celule solare ușoare, flexibile, care pot fi încorporate într-o gamă largă de tehnologii, cum ar fi ferestrele clădirilor sau vehiculelor.
„În laborator, cercetătorii produc materiale fotovoltaice perovskite folosind o tehnică. numită acoperire prin spin, care creează o peliculă subțire de perovskit pe un substrat – dar numai la scară mică”, spune Aram Amassian, co-autor corespondent al unei lucrări despre lucrare și profesor de știința materialelor și inginerie la Universitatea de Stat din Carolina de Nord. .
„Vorbim despre substraturi de eșantion care au doar unul sau doi centimetri pătrați. Cu toate acestea, oamenii nu au crezut că este posibilă extinderea prin spin-coating pentru fabricație, folosind substraturi care sunt de zeci de centimetri pătrați. În schimb, oamenii au optat pentru o varietate de alte metode. Dar aceste alte metode produc perovskit fotovoltaici care nu funcționează la fel de bine ca filmele subțiri realizate folosind acoperirea prin spin și au necesitat cercetări și dezvoltare semnificative."
„Ce am făcut aici este să demonstrăm că puteți produce fotovoltaice perovskite pe substraturi mai mari folosind acoperirea prin spin prin proiectarea unei strategii de diluare a co-solventului”, spune Michael Grätzel, co-autor corespondent al lucrării și profesor la École Polytechnique Fédérale de Lausanne. „Cu alte cuvinte, puteți crește producția de fotovoltaice și puteți păstra performanța excelentă a aproape oricărui tip de peliculă subțire de perovskit produsă folosind acoperirea prin spin.”
În mod istoric, oamenii credeau că stratul prin spin nu ar putea fi folosit pentru a produce fotovoltaice perovskite pe substraturi la scară industrială într-un mod eficient din punct de vedere al materialului, datorită naturii atât a stratului de acoperire prin rotație, cât și a perovskiților.
Acoperirea prin rotație implică plasarea unui lichid pe suprafața unui substrat și apoi rotirea substratului, deci că materialul lichid se răspândește pe suprafață. Cu toate acestea, atunci când perovskitul este aplicat folosind această tehnică, solvenții care mențin perovskitul în stare lichidă nu se evaporă suficient de repede. Acest lucru face ca o mare parte din perovskit să zboare de pe margini, ceea ce înseamnă că o mare parte din materialul perovskit este irosit. De asemenea, rezultă o grosime neregulată a perovskitului la suprafață, precum și unele zone ale perovskitului durează mai mult decât altele să se usuce. Toate acestea sunt problematice din punct de vedere al producției.
„Abordarea noastră abordează această provocare prin introducerea unui cosolvent care permite perovskitului lichid să se răspândească uniform și să se usuce foarte rapid și uniform”, spune Hong Zhang de la École. Polytechnique Fédérale de Lausanne, care este co-autor principal al lucrării.
Noua tehnică reduce, de asemenea, în mod semnificativ deșeurile și, prin extensie, reduce produsele secundare toxice asociate cu producția de perovski fotovoltaici.
„Frumusețea acestei tehnici este că multe industrii folosesc deja tehnologii de acoperire prin spin pentru a produce tot felul de produse”, spune Aldo Di Carlo, co-autor corespondent al lucrării și profesor la Universitatea din Roma Tor Vergata. „Munca noastră demonstrează că aceste tehnologii existente ar putea fi utilizate pentru a crea celule solare perovskite. Acest lucru ar putea accelera cu adevărat producția și desfășurarea de panouri și celule solare perovskite.”
Colaboratorii proiectului demonstrativ folosesc deja noul tehnică de a produce module cu o lungime de zeci de centimetri, cu uniformitate și performanță excelente.
„Echipa mea este acum concentrată pe utilizarea automatizării proceselor și a inteligenței artificiale pentru a construi pe această activitate și pentru a îmbunătăți în continuare eficiența, stabilitatea și sustenabilitatea fotovoltaicilor perovskiți”, spune Amassian. „Sperăm să colaborăm cu interesele din sectorul public și privat pentru a găsi modalități de implementare a acestei lucrări și de a accelera dezvoltarea tehnologiilor de celule solare perovskite.”
Lucrul, „A Universal Co-Solvent Dilution Strategy Enables Enables”. Fabricarea ușoară și rentabilă a perovskitelor fotovoltaice”, este publicată cu acces deschis în revista Nature Communications.
Comentarii:
Adauga Comentariu