Light-Soaking治疗创造了钙钛矿细胞与20年的稳定

气候变化使得绿色的发展,清洁能源解决方案一个迫切需要解决的全球性问题。太阳能已经是一个被广泛接受的技术和提供可再生、清洁的能源,可以反馈到电网或存储。最近的一项合作研究,发表在《华尔街日报》细胞物理科学报告欧洲杯线上买球,提出了演示了如何使用介孔碳可能改善钙钛矿光伏电池的稳定性和性能。

研究:光照造成的性能提升碳基钙钛矿的太阳能模块为20年的稳定。图片来源:aleks333 / Shutterstock.com

然而,太阳能技术的局限性之一是经常的稳定性和寿命相关的钙钛矿材料用于制造太阳能电池。欧洲杯足球竞彩因此,改善钙钛矿材料稳定的光电已成为实际应用的一个主要目标。

m-CPSM结构和稳定性测试的结果。(一)m-CPSM结构示意图:3芯模块,孔径面积1.92厘米²。(B)湿热(85°C/ 85% RH)的结果(ava)_0.05(马)_0.95PbI₃和计算机科学_0.1足总_0.9PbI₃。(C)热循环(-40°C到85年°C)的结果(ava)_0.05(马)_0.95PbI₃。(B和C)每个值归一化,其初始值。图片来源:小林等。二、细胞物理科学报告欧洲杯线上买球

一个研究小组宣称介孔碳可能提高钙钛矿光伏电池的稳定性和性能;封装的介孔碳太阳能很小的保留92%以上的最初3000小时的湿热老化后性能相当于20年稳定实用的户外使用。

Light-Soaking治疗

通常,缺乏稳定的长时间浸泡(LS)光下的一个内在特征钙钛矿细胞阻碍这项技术。光的衍射和一个稳定光致退化(盖子),也称为亚稳定性。

然而,本研究的细胞能够证明这样杰出的性能属性和稳定性由于可逆的光致现象引发的反应之间methylammonium -钙钛矿的关键材料层和5-ammoniumvaleric酸。

“这种稳定性是由于光照性能增加的现象。相关的机制是有机分子5-ammoniumvaleric酸和methylammonium形成quasi-2-dimensional钙钛矿/金属氧化物界面电荷传输的积极效应和离子迁移,”小林二博士解释道,作者和研究员Kishu Giken Kogyo有限公司。有限公司

因此,积极的影响电荷传输和离子迁移效率绝对增益增加1.4%(16%)在10分钟,保留了相对稳定约100小时。出色的发现之一就是这种效应表现出可逆地提高性能与回到初始效率当存储在黑暗中,在光线暗的条件下再次上升。

明显的电容(C = Im (Z¹)ω¹)从m-CPSM EIS数据(ava)_0.05马_0.95PbI₃和计算机科学_0.1足总_0.9PbI₃(一)进化的C值存储在黑暗中10 h周期期间,1-sun LS 10分钟,和存储在黑暗中再次在低频率为10分钟(≤10 Hz)。(B)宽的频率区域(10 C值⁶与V 106赫兹)_直流= 0,1,1.5,2 V。黑暗的电容电容(右)(左)和照片。图片来源:小林等。二、细胞物理科学报告欧洲杯线上买球

“我们的调查显示,这种现象与创建的内建电场通过LS或设备偏压和马的内容阳离子和5-ammoniumvaleric酸碘(5-AVAI)添加剂,“小林说。

钙钛矿细胞制造

钙钛矿是用来描述任何材料或化合物具有类似天然矿物的晶体结构也称为钙钛矿(矿物钙氧化钛)首次发现于1839年在俄罗斯的乌拉尔山脉古斯塔夫玫瑰和俄罗斯矿物学家Lev Perovski命名。

介孔碳钙钛矿太阳能电池(m-CPSM)设备小林和他的同事们制造商用基质和单片电极:这包括氧化钛(TiO₂)和二氧化锆(ZrO₂)层。

这些层然后用热塑性树脂组使用一个封装的过程,然后沉积在fluorine-doped锡氧化物玻璃。稳定性测试的重要发现之一是,由于小说的封装过程中,相关的技术成功地抑制了降解氧气和水分:“这是最高的稳定的钙钛矿太阳能设备到我们所知,“小林。

此外,LS测试——使用商业光源进行显示,LS的效果甚至可以激活通过室内光线照度低至200勒克斯。LS效果密切相关的内在偏压电场产生的LS或设备,除了马+和ava +钙钛矿的内容。

因此,LS治疗和所描述的技术人员可以方便准确的评估,稳定运行,提高性能的提高钙钛矿光伏发电的实际应用。

图表的可逆的光致性能提升m-CPSM相当大的进化ofMA + ionmigration TiO之间的接口₂纳米颗粒(欧洲杯猜球平台m-TiO₂在LS显示)和quasi-2D钙钛矿:(我)离子迁移激活quasi-2D光吸收的钙钛矿。从本质上讲,一个完美的钙钛矿晶体不会引起离子迁移,但钙钛矿晶体介孔电极有许多缺陷和容易离子迁移。尽管存在quasi-2D钙钛矿晶体m-TiO表面₂很难离子迁移,quasi-2D晶体是树立在LS,可能导致离子迁移。(2)Light-assisted离子迁移导致界面电荷积累,结果由于简单的电子传递性能增加。(3)离子迁移回到quasi-2D钙钛矿在黑暗条件下储存。(iv)性能恢复初始值较低。图片来源:小林等。二、细胞物理科学报告欧洲杯线上买球

此外,小林和他的团队使用industry-compatible流程和材料,他们希望光浸泡治疗可以为大规模商业设备同样有效。欧洲杯足球竞彩

当前,主流太阳能技术(主要是硅基PV)达到实用和经济光伏效率的限制,使得改善钙钛矿细胞将使太阳能电池制造商推动远远超出任何限制性能障碍。

此外,这种进步可能改变太阳能电池市场,加快增长和大规模生产钙钛矿的太阳能电池。这是特别相关的碳排放时钟现在下降2050最近COP26峰会后得到钙钛矿走出实验室,可伸缩的生产可能会彻底改变清洁能源产业。

引用

小林,二Ryuki教授大卫·马提瑙Andreas Hinsch Seigo Ito的光照造成的性能提升碳基钙钛矿的太阳能模块20年稳定”,细胞物理科学报告欧洲杯线上买球。2021年。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S2666386421003702?via%3Dihub

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