Elektronu bloķēšana nodrošina saules baterijas ar 18,5 procentu efektivitāti

Vācu un Šveices zinātnieki ir kopīgi izstrādājuši perovskīta saules bateriju, izmantojot oglekļa elektrodus, kas ir pat 18,5% efektīvas un saglabā 82% pēc 500 nepārtrauktas gaismas stundām. Lai gan šīs šūnas efektivitāte ievērojami atpaliek no citām perovskīta saules baterijām, tā tiek ražota, izmantojot zemas temperatūras procesu, kas ļauj sasniegt zemu izmaksu, liela mēroga ražošanu, padarot šo pieeju par turpmākas izpētes vērtu.

Nesen publicētā rakstā Fraunhofera Saules enerģijas sistēmu institūta vadītie zinātnieki teica: "[Pašlaik plaši izmantotie] metāla kontaktelektrodi paātrina perovskīta saules bateriju noārdīšanos metālu piemaisījumu difūzijas dēļ uz virsmas. Metāla kontaktu aizstāšana ar ķīmiskām vielām. Šo problēmu var būtiski atrisināt inerti, izturīgi oglekļa-grafīta elektrodi perovskīta saules baterijās, ti, uz oglekļa bāzes veidoti perovskīta saules elementi (C-PSC). Tam ir vides spiediena apstrādes iespējas, kuru pamatā ir rūpnieciski nobriedusi drukas tehnoloģija, tāpēc tas ir diezgan daudzsološs. komercializācijai."

Viņi turpināja paskaidrot, ka C-PSC šūnās radās cita problēma, kā rezultātā oglekļa elektroda saskarnē ar perovskīta slāni radās veiktspējas zudums. Lai pārvarētu šo problēmu, Fraunhofera Saules enerģijas sistēmu institūts ISE sadarbībā ar Šveices Lozannas federālā tehnoloģiju institūta (EPFL) zinātniekiem izstrādāja barjeras slāni, ko var novietot starp abiem.

Viņi nogulsnēja citu perovskīta struktūru uz akumulatora aktīvā slāņa un izmantoja dažādas attēlveidošanas metodes, lai noteiktu, ka šis papildu slānis var apturēt elektronu kustību "nepareizajā" virzienā un uzlabot akumulatora veiktspēju.

Viņi izskaidro šo pieeju rakstā "2D perovskītu kā elektronu bloķējošu slāņu izmantošana augstas efektivitātes (18,5 procenti) perovskīta saules baterijām, izmantojot drukājamus zemas temperatūras oglekļa elektrodus", kas nesen publicēts izdevumā Advanced Energy Materials. Kā liecina nosaukums, komanda izveidoja šūnu ar augstu efektivitāti 18,5% un saglabāja efektivitāti 82% pēc 500 stundu ilgas saules gaismas iedarbības. Vadības ierīce bez barjeras sasniedza sākotnējo efektivitāti 15,7% apmērā, bet zaudēja 63% no efektivitātes pēc 200 stundu apgaismojuma.

"Mēs uzskatām, ka 2D perovskītu kā elektronu bloķējošo slāņu (EBL) izmantošana var palīdzēt pavērt ceļu efektīvai un ilgtermiņa stabilai visu drukāto C-PSC izstrādes praksei," secināja komanda.