نهج عام لخلايا بيروفسكايت الشمسية عالية الكفاءة

الصفحة الرئيسية > صحافة > نهج عام لخلايا بيروفسكايت الشمسية عالية الكفاءة

طور باحثون من معهد الفيزياء التطبيقية (IAP) ومركز تطوير الإلكترونيات في درسدن (cfaed) في جامعة TU Dresden منهجية عامة للتصنيع القابل للاستنساخ لخلايا بيروفسكايت الشمسية عالية الكفاءة. نُشرت دراستهم في المجلة الشهيرة Nature Communications. الإئتمان
كريستيان كوناث

المستخلص:
تم "إعادة اكتشاف" البيروفسكايت ، وهي فئة من المواد تم الإبلاغ عنها لأول مرة في أوائل القرن التاسع عشر ، في عام 19 كمرشح محتمل لتوليد الطاقة من خلال استخدامها في الخلايا الشمسية. منذ ذلك الحين ، أخذوا مجتمع الأبحاث الكهروضوئية عن طريق العاصفة ، ووصلوا إلى كفاءات قياسية جديدة بوتيرة غير مسبوقة. كان هذا التحسن سريعًا لدرجة أنه بحلول عام 2009 ، بالكاد بعد أكثر من عقد من البحث ، حققوا بالفعل أداءً مشابهًا لأجهزة السيليكون التقليدية. ما يجعل البيروفسكايت واعدًا بشكل خاص هو الطريقة التي يمكن بها إنشاؤها. عندما تكون الأجهزة القائمة على السيليكون ثقيلة وتتطلب درجات حرارة عالية للتصنيع ، يمكن أن تكون أجهزة البيروفسكايت خفيفة الوزن وتتشكل بأقل قدر من استهلاك الطاقة. هذا المزيج - الأداء العالي والتصنيع السهل - هو ما أثار اهتمام مجتمع البحث.

نهج عام لخلايا بيروفسكايت الشمسية عالية الكفاءة

دريسدن ، ألمانيا | نُشر في الأول من أبريل 1

مع ارتفاع أداء الخلايا الكهروضوئية البيروفسكايت إلى أعلى ، تركت وراءها بعض التطورات الداعمة اللازمة لصنع تقنية قابلة للتطبيق تجاريًا. إحدى المشكلات التي لا تزال تعترض تطوير البيروفسكايت هي إمكانية استنساخ الجهاز. بينما يمكن تصنيع بعض الأجهزة الكهروضوئية بمستوى الأداء المطلوب ، فإن الأجهزة الأخرى التي يتم تصنيعها بنفس الطريقة غالبًا ما يكون لها كفاءات أقل بشكل كبير ، مما يحير مجتمع البحث ويحبطه.

في الآونة الأخيرة ، حدد باحثون من مجموعة التقنيات الإلكترونية الناشئة للبروفيسور يانا فاينزوف أن العمليات الأساسية التي تحدث أثناء تكوين فيلم البيروفسكايت تؤثر بشدة على إعادة إنتاج الأجهزة الكهروضوئية. عند ترسيب طبقة البيروفسكايت من المحلول ، يتم تقطير مادة مضادة للتذويب على محلول البيروفسكايت لتحفيز تبلورها. "لقد وجدنا أن المدة التي تعرض خلالها البيروفسكايت لمضاد التذيب كان لها تأثير كبير على الأداء النهائي للجهاز ، وهو متغير لم يلاحظه أحد في هذا المجال حتى الآن." يقول الدكتور ألكسندر تايلور ، باحث ما بعد الدكتوراه في مجموعة Vaynzof والمؤلف الأول في الدراسة. "هذا مرتبط بحقيقة أن بعض مضادات المذيبات قد تحل جزئيًا على الأقل سلائف طبقة البيروفسكايت ، وبالتالي تغيير تكوينها النهائي. بالإضافة إلى ذلك ، تؤثر قابلية الامتزاج لمضادات المذيبات مع مذيبات محلول البيروفسكايت على فعاليتها في تحفيز التبلور ".

تكشف هذه النتائج أنه عندما يصنع الباحثون أجهزتهم الكهروضوئية ، فإن الاختلافات في هذه الخطوة المضادة للتذويب يمكن أن تتسبب في عدم القدرة على التكرار في الأداء. وللمضي قدمًا ، اختبر المؤلفون مجموعة واسعة من مضادات المذيبات المحتملة ، وأظهروا أنه من خلال التحكم في هذه الظواهر ، يمكنهم الحصول على أداء متطور من كل مرشح تم اختباره تقريبًا. "من خلال تحديد الخصائص الرئيسية المضادة للمذيبات التي تؤثر على جودة طبقات البيروفسكايت النشطة ، يمكننا أيضًا التنبؤ بالمعالجة المثلى لمضادات المذيبات الجديدة ، وبالتالي التخلص من الحاجة إلى تحسين التجربة والخطأ الشائع جدًا في هذا المجال." يضيف الدكتور فابيان بولوس ، قائد مجموعة النقل في المواد الهجينة في cfaed ومساهم في الدراسة.

يلاحظ البروفيسور فاينزوف ، الذي قاد العمل: "جانب آخر مهم من دراستنا هو حقيقة أننا نوضح كيف أن التطبيق الأمثل لمضاد للتلف يمكن أن يوسع بشكل كبير نافذة المعالجة للأجهزة الكهروضوئية البيروفسكايت". "تقدم نتائجنا لمجتمع أبحاث البيروفسكايت رؤى قيمة ضرورية لتطوير هذه التكنولوجيا الواعدة إلى منتج تجاري."

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
يانا فاينزوف
+49 351

تضمين التغريدة

حقوق النشر © TU Dresden

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: