Nanotechnology Now - プレスリリース: 構造化反射防止層を備えた効率的なペロブスカイトセル – より広い規模での商業化に向けた新たな一歩

ホーム > イベント > 構造化反射防止層を備えた効率的なペロブスカイトセル – より広範な商業化に向けた新たな一歩

ペロブスカイト太陽電池用に製造されたハニカムテクスチャの視覚化 (出典: ワルシャワ大学物理学部 Maciej Krajewski)。科学者チームの研究は、ジャーナル「Advanced Materials and Interfaces」の表紙に掲載され、高く評価されました。クレジット
Maciej Krajewski、ワルシャワ大学物理学部

要約：
ペロブスカイトベースの太陽電池は、その優れた性能とシンプルでコスト効率の高い製造プロセスにより、現在主流のシリコン電池の後継として広く考えられており、現在徹底的な研究の対象となっています。フラウンホーファー太陽エネルギー研究所 ISE とワルシャワ大学物理学部の科学者チームは、光電子特性が大幅に向上したペロブスカイト太陽電池を学術誌「Advanced Materials and Interfaces」に発表した。論文で示されているように、次世代セルにおける光損失の低減は、その広範な実装における重要な課題の XNUMX つです。

構造化された反射防止層を備えた効率的なペロブスカイトセル – より広い規模での商業化に向けた新たな一歩

ワルシャワ、ポーランド | 投稿日: 6 年 2023 月 XNUMX 日

太陽光発電は、パネル効率と設置容量の両方を考慮すると、過去 20 年間で大幅な発展を遂げ、1000 年以来、世界中で驚くべき 2000 倍に増加しました。シリコンは太陽光発電パネルの製造に最も一般的に使用されている材料ですが、現在はセルの製造に使用されています。この要素に基づいた製品は、物理効率の限界に近づいています。したがって、科学者は、細胞効率を向上させると同時に、より安価で環境に優しい生産を可能にすることを目的とした革新的なソリューションを積極的に模索しています。

ペロブスカイトベースのセルはこれらの基準を両方満たしており、確立された化学的方法を使用した生産において 26% 以上の効率、容易さ、費用対効果を提供します。現在、世界中の多くの研究機関が効率と大気条件に対する耐性の向上に取り組んでいます。彼らが直面している課題の XNUMX つは、反射と寄生吸収による損失を同時に低減しながら、ペロブスカイトセルとシリコンセルを統合することです。これらの損失を最小限に抑えるために、シリコンセルは通常、腐食性の高い化学薬品でエッチングされます。このプロセスでは、表面に微細なピラミッドパターンが形成され、デバイス全体の反射が効果的に低減され、それによってデバイスによって生成される電流が増加します。残念ながら、ペロブスカイトは多くの化学物質に敏感であるため、これまでは侵襲性の低いスパッタリングによって適用される効果の低い平面反射防止コーティングが使用されてきました。

『Advanced Materials and Interfaces』に掲載された研究では、科学者たちはナノインプリンティング法を使用して、ペロブスカイト太陽電池の上にハニカム状の対称性を備えた効率的な反射防止構造を作成しました。この技術により、100 cmXNUMX を超える非常に大きな表面上にナノメートルスケールの構造を作成することができます。「このアプローチは、大面積デバイスの製造プロセスにおけるスケーラビリティを保証します。これは、再生可能エネルギー源へのエネルギー転換が緊急に必要とされている状況において極めて重要です」と、アメリカ大学物理学部の研究者である Maciej Krajewski 氏は述べています。ワルシャワ。このような修正されたサンプルは、以前に使用された平面反射防止層を使用したセルと比較して、より高い効率を示します。

効率の向上に加えて、発表された研究から得られたもう XNUMX つの重要な発見は、この層の適用手順がペロブスカイトに損傷を与えず、特定のセル構造に合わせて調整された他の構造を使用する可能性が開かれたことです。これまで、科学者たちは同様の反射防止構造を個別に準備した層として適用していましたが、これらの層は必然的に規模が小さく、活性層に損傷を与えやすい別の技術プロセスで転写されました。直接ナノインプリント法を採用することにより、デバイス全体を単一の技術プロセスで大規模に製造することが可能となり、デバイス全体のコストを削減するために重要です。

さらに、適用された方法はタンデム構成、つまりシリコンとペロブスカイトセルを組み合わせた構成と互換性があり、その応用にまったく新しい可能性を切り開きます。その結果、この手順を新たな太陽光発電アーキテクチャに直接移行できる可能性があり、それがさらなる効率の向上につながる可能性があります。発表された結果は、製造にナノインプリンティング技術を利用し、優れた光電子特性を備えた新しい光起電力デバイスへの道を切り開きます。

実験とモデリングは、研究者のMsc. 氏の参加のもと、フライブルクのフラウンホーファー ISE で実施されました。ワルシャワ大学のMaciej Krajewski氏。研究への資金提供は、フラウンホーファー・ゲゼルシャフト（ICON プログラム内のプロジェクト MEEt）、ワルシャワ大学 UW 物理学部実験物理学研究所、UW 物理学部、ワルシャワ大学財団、およびErasmus+ プログラムとドイツ連邦環境社会。

####

ワルシャワ大学物理学部について
ワルシャワ大学の物理学と天文学は、1816 年に当時の哲学学部の一部として設立されました。 1825年に天文台が設立されました。現在、ワルシャワ大学の物理学部は、実験物理学、理論物理学、地球物理学、数学的方法学科、天文台の各機関で構成されています。この研究は、量子論から宇宙論までのスケールで、現代物理学のほぼすべての分野をカバーしています。学部の研究および教育スタッフは 250 名を超える学術教師で構成されています。ウィスコンシン大学物理学部では、約 1,100 人の学生と 170 人を超える博士課程の学生が学んでいます。ワルシャワ大学は、上海の学術科目の世界ランキングによると、物理学の分野で教育を行う世界のトップ大学 75 校の XNUMX つです。

詳細については、クリックしてください。こちら

コンタクト：
メディア連絡先

アガタ・マイスナー
ワルシャワ大学物理学部
オフィス：225-532-573
専門家の連絡先

マチェイ・クラジェフスキ
ワルシャワ大学物理学部
オフィス：+48 22 55 32 769

著作権 © ワルシャワ大学物理学部

コメントがあればお願いしますお問い合わせ私達。

7th Wave、Inc.やNanotechnology Nowではなく、ニュースリリースの発行者は、コンテンツの正確性について単独で責任を負います。

ブックマーク：