Алгоритм ускорил проектирование сосудистой системы для 3D-печати сердца

Более 100 тысяч человек в США ожидают пересадки органов. Для многих это ожидание может затянуться на годы, а некоторые так и не доживут до операции. Д...

Гены и среда: крупнейшее исследование близнецов раскрывает индивидуальную чувствительность к внешним факторам

Учёные из международной исследовательской группы, возглавляемой Королевским колледжем Лондона, выявили генетические факторы, которые могут определять,...

Гибкие микрочипы, имитирующие структуру кровеносных сосудов, открывают новые горизонты в исследованиях болезней

Кровеносные сосуды человека — это настоящие \"магистрали\" организма: они извиваются, ветвятся, соединяются, образуют сужения и расширения, как запута...

Микробы кишечника могут защитить пациентов от побочных эффектов химиотерапии

Химиотерапия известна своей эффективностью в уничтожении раковых клеток, но при этом она наносит удар и по другим системам организма — в том числе по ...

Почему пальцы сморщиваются в воде одинаково каждый раз — новое исследование

Каждому знаком эффект \"изюма\" на пальцах после горячей ванны или долгого купания — кожа сморщивается, покрываясь характерными складками. Но, как ока...

Процесс синтеза повышает производительность перовскитных солнечных батарей до почти рыночных стандартов

Новости науки16-06-2024, 08:52
Процесс синтеза повышает производительность перовскитных солнечных батарей до почти рыночных стандартовСолнечная энергия не только самая быстро развивающаяся технология последних лет, но и одна из самых дешевых и эффективных в снижении выбросов парниковых газов.

Исследование, проведенное Университетом Райса и опубликованное в журнале Science, описывает способ синтеза йодида свинца формамидиния (FAPbI3) — типа кристалла, который используется для создания высокоэффективных перовскитных солнечных батарей. Общая эффективность полученных FAPbI3 солнечных батарей уменьшилась менее чем на 3% за более чем 1000 часов работы при температуре 85 градусов Цельсия.

"Мы считаем, что это передовые достижения в области стабильности," — сказал инженер Райса Адитья Мохите, чья лаборатория добилась значительных улучшений в долговечности и производительности перовскитов за последние годы. "Перовскитные солнечные батареи могут произвести революцию в производстве энергии, но достижение долгосрочной стабильности было значительной проблемой."

Последний прорыв достигнут благодаря "приправлению" исходного раствора FAPbI3 специальными двумерными (2D) перовскитами. Эти 2D перовскиты служили шаблоном, направляющим рост объемного/3D перовскита, что обеспечивало дополнительную компрессию и стабильность кристаллической решетки.

"Перовскитные кристаллы разрушаются двумя способами: химически — разрушая молекулы, составляющие кристалл, и структурно — перестраивая молекулы в другой кристалл," — объяснил Айзек Меткалф, аспирант кафедры материаловедения и наноинженерии Университета Райса и ведущий автор исследования. "Среди различных кристаллов, которые мы используем в солнечных батареях, наиболее химически стабильные также наименее структурно стабильные, и наоборот. FAPbI3 находится на структурно нестабильном конце этого спектра."

Хотя 2D перовскиты более стабильны как химически, так и структурно, они обычно плохо улавливают свет, что делает их плохим выбором для солнечных батарей. Однако исследователи предположили, что использование 2D перовскитов в качестве шаблонов для роста FAPbI3 пленок может передать им свою стабильность. Для проверки этой идеи они разработали четыре разных типа 2D перовскитов и использовали их для создания разных формул FAPbI3 пленок.

"Добавление подходящих 2D кристаллов облегчило образование кристаллов FAPbI3, тогда как неподходящие 2D кристаллы затруднили этот процесс, что подтвердило нашу гипотезу," — сказал Меткалф. "Пленки FAPbI3 с 2D кристаллами были более качественными, показывая меньше внутренних дефектов и лучшую реакцию на освещение, что приводило к большей эффективности."

2D кристаллы улучшили не только эффективность, но и долговечность FAPbI3 солнечных батарей. Без 2D кристаллов солнечные батареи значительно деградировали через два дня генерации электричества на солнце, тогда как с 2D шаблонами они не начинали деградировать даже через 20 дней. Добавление защитного слоя еще больше повысило их стабильность до уровней, приближающихся к коммерческим стандартам.

Эти результаты могут существенно повлиять на технологии фотоэлектрического преобразования, снижая производственные затраты и позволяя создавать солнечные панели с упрощенной конструкцией, которые легче и гибче своих кремниевых аналогов.

"Перовскиты растворимы в растворе, поэтому можно нанести чернила из перовскитного прекурсора на кусок стекла, нагреть его и получить поглощающий слой для солнечной батареи," — сказал Меткалф. "Перовскитные пленки можно обрабатывать при температурах ниже 150 градусов Цельсия, что теоретически позволяет создавать солнечные панели на пластиковых или гибких подложках, что еще больше снижает затраты."

Несмотря на то, что кремний является самым широко используемым полупроводником в фотоэлектрических ячейках, его производство требует больше ресурсов по сравнению с новыми альтернативами. Среди них выделяются галогенидные перовскиты, эффективность которых выросла с 3,9% в 2009 году до более чем 26% в настоящее время.


Комментарии:

Оставить комментарий

Английский ученый разработал «алкоголь»,..

Вещество, которое опьяняет как алкоголь, однако не вызывает при этом никаких опасных для здоровья последствий, а также привыкания или ... подробнее

Медики разработали аюрведическое лечение..

Катаракта – это заболевание глаз, при которых прозрачный хрусталик глаза мутнеет, что приводит к снижению зрения. Это распространенное ... подробнее

Вес больше нормы может принести пользу п..

Новое исследование из Австралии обнаружило, что люди в возрасте старше 65 лет и с индексом массы в избыточном диапазоне, живут дольше ... подробнее

Все замечания и пожелания присылайте на info@greenrussia.ru.
Зеленая Россия – портал для дачников России. Все права защищены и охраняются законом. © 2007 - 2025.

При использовании материалов сайта, активная ссылка на www.greenrussia.ru обязательна.