رویکردی برای ساخت سلولهای خورشیدی نقطه کوانتومی پراوسکیت پایدار با کارایی تبدیل انرژی بالا

مطالعات تحقیقاتی گذشته پتانسیل مواد پراوسکیت را برای توسعه چندین ابزار فناوری از جمله فوتوولتائیک (PVS) و نوری الکترونیک برجسته کرده است. مواد پرولوسکیت هالید سرب آلی معدنی محلول پردازش شده به خصوص امیدوار کننده ، به ویژه کسانی که با یک فرمول ABX مشترک ، در جایی که A یک کاتیون آلی است ، B سرب یا سرب (Pb) یا قلع (Sn) و X هالید است.

این مواد دارای چندین خواص مطلوب نوری ، از جمله ضریب جذب بزرگ ، طول انتشار حامل طولانی و انرژی تفکیک اگزیتون کم است. سلولهای خورشیدی ساخته شده از این مواد اخیراً برای دستیابی به بازده تبدیل انرژی (PCE) یافت شده اند که مطابق با سلولهای خورشیدی متداول تر از سیلیکون ، تادورید کادمیوم و مس گالیم سلنیید مس است.

با وجود مزایای آنها ، سلولهای خورشیدی ساخته شده از پروسکایتها با فرمولاسیون مشترک ABX می توانند محدودیت های بسیاری از جمله تخریب سریع داشته باشند. یکی از امیدوارکننده ترین ترکیبات مبتنی بر پروسکایت از نظر پایداری ، CS 1-x FA x PbI 3 ، همچنین به اثبات رسیده است که سلولهای خورشیدی باعث ایجاد خسارات زیاد ولتاژ در مدار باز می شوند ، که تاکنون از اجرای آن جلوگیری کرده است. مقیاس بزرگتر

محققان دانشگاه کوئینزلند ، دانشگاه سوانسی و سایر موسسات در سراسر جهان اخیراً استراتژی جدیدی را ارائه داده اند که می تواند امکان ایجاد سلولهای خورشیدی قابل اطمینان تر ساخته شده از CS 1-x FA x PbI 3 را فراهم کند و به رفع برخی نواقص گزارش شده در گذشته کمک کند. مطالعات. این استراتژی ، که در مقاله ای منتشر شده در Nature Energy ارائه شده است ، امکان تنظیم کنترل مواد CS 1-x FA x PbI 3 را فراهم می کند ، که تاکنون بسیار چالش برانگیز بوده است.

محققان در مقاله خود نوشتند: "سیستم مخلوط سزیم و فرمامیدینیوم ، تریودید پراوسکیت سرب (CS 1-x FA x PbI 3 ) به شکل نقاط کوانتومی (QDs) مسیری را به سمت فتوولتائیک های پایدارسکایت و نوری برقی پایدار ارائه می دهد." "با این حال ، سنتز چنین QD های چند قلو با خواص مطلوب سلولهای خورشیدی QD با کارایی بالا (QDSC) همچنان چالش برانگیز است."

محققان اساساً راهبردی را پیشنهاد كردند كه می تواند برای سنتز مواد مخلوط كاتیونی CS 1-x FA x PbI 3 و كنترل برخی از خصوصیات آنها به گونه ای باشد كه بتوان از آنها برای ساخت سلولهای خورشیدی با كارایی و پایداری بالا استفاده كرد. در آزمایشات خود ، این استراتژی به آنها اجازه می دهد نسخه خاصی از مواد ، یعنی Cs 0.5 FA 0.5 PbI 3 را باPCE قابل توجه 16.6 and و هیسترزیس ناچیز است.

 
این تیم از این ماده برای ایجاد دستگاههای QD استفاده کرده و یک سری آزمایشات را برای ارزیابی عملکرد آنها انجام داده است. قابل توجه ، این دستگاهها قابلیت چاپ پذیری قابل مقایسه با مواد فیلمهای نازک را دارند و 94٪ از PCE اصلی خود را تحت نورپردازی مداوم یک خورشید در مدت زمان 600 ساعت حفظ می کنند.

انیمیشن در مورد فناوری سلول خورشیدی نقطه کوانتومی توضیح می دهد. اعتبار: دانشگاه کوئینزلند
"ما یک استراتژی تبادل كاتیون به کمک لیگید اسید اولئیك (OA) مؤثر را گزارش می كنیم كه باعث می شود سنتز كنترل QD های CS 1-x FA x PbI 3 در كل محدوده ترکیب (x = 0-1) ، كه به طور گسترده غیرقابل دسترسی است. محققان در مقاله خود نوشتند ، فیلم های نازک چند کریستالی را بدست آورید. "در یک محیط غنی از OA ، تبادل متقابل کاتیونها تسهیل می شود و امکان تشکیل سریع QD های CS 1-x FA x PbI 3 با کاهش تراکم نقص را فراهم می کند."

در آینده ، استراتژی تبادل کاتیون به کمک لیگاند OA ابداع شده توسط این تیم از محققان می تواند راهی را برای ساخت سلولهای خورشیدی جدید مبتنی بر پروسکایت و فن آوری های اپتالکترونیکی بسیار کارآمد ، هموار کند و در عین حال از قابلیت عکسبرداری و انعطاف پذیری بالایی نیز برخوردار باشد. کار آنها همچنین می تواند محققان دیگر را ترغیب به تدوین استراتژی های مشابه کند ، و این امکان را فراهم می کند که سایر مواد پراسکسکیت آلی غیر آلی با استفاده از محلول را پردازش کنید .

http://bookmark-dofollow.com/story6882805/پمپ-وکیوم-آبی