(Nanowerkニュース) シンガポール国立大学 (NUS) の科学者は、27.1 平方センチメートルの太陽エネルギー吸収面積全体で 1 パーセントの認定された世界記録の電力変換効率を達成できる、新しい三重接合ペロブスカイト/Si タンデム太陽電池を開発しました。これは、これまでで最高の性能を発揮する三重接合ペロブスカイト/Si タンデム型太陽電池です。これを達成するために、チームは新しいシアネート統合型を設計しました。 灰チタン石 安定したエネルギー効率の高い太陽電池。太陽電池は 15 層以上で製造され、組み立てられて多接合太陽電池を形成することで効率が向上します。各層は異なる光起電力材料でできており、異なる範囲で太陽エネルギーを吸収します。しかし、現在の多接合太陽電池技術には、低電圧につながるエネルギー損失や動作中のデバイスの不安定性など、多くの問題があります。これらの課題を克服するために、Hou Yi 助教授は、NUS デザイン・エンジニアリング大学 (CDE) とシンガポール太陽エネルギー研究所 (SERIS) の科学者チームを率いて、シアネートのペロブスカイトへの統合の成功を初めて実証しました。太陽電池は、他の同様の多接合太陽電池の性能を上回る最先端の三重接合ペロブスカイト/Si タンデム太陽電池の開発を目指しています。 Hou助教授は、CDE傘下の化学・生体分子工学科の若手学長教授であり、NUSの大学レベルの研究機関であるSERISのグループリーダーでもあります。 「驚くべきことに、ペロブスカイトベースの太陽電池の分野でXNUMX年間継続的に研究を続けてきた結果、この研究は、構造の安定性を高め、電力変換効率を向上させるためにペロブスカイトにシアネートを組み込むことの最初の実験的証拠となる」と助教授は述べた。ほうほう。この画期的な発見につながった実験プロセスは、 自然 (「超ワイドバンドギャップペロブスカイトにシアネートを用いた三重接合太陽電池」).
NUS の研究者らは、新しい陰イオンであるシアネートをペロブスカイト構造に組み込むことに成功しました。これは、新しい三重接合ペロブスカイト/Si タンデム太陽電池の製造における重要な進歩でした。 （画像：NUS）
エネルギー効率の高い太陽電池技術の作製
ペロブスカイト構造の成分間の相互作用によって、それが到達できるエネルギー範囲が決まります。これらの成分の割合を調整したり、直接の代替品を見つけたりすると、ペロブスカイトのエネルギー範囲を変更するのに役立ちます。しかし、先行研究では、超広いエネルギー範囲と高効率を備えたペロブスカイトのレシピはまだ生み出されていません。この最近発表された研究で、NUS チームは、ペロブスカイトで一般的に使用されるハロゲン化物グループのイオンである臭化物の代替物として、新規の擬ハロゲン化物であるシアネートを実験しました。 Hou助教授のチームの研究員であるLiu Shunchang博士は、さまざまな分析方法を使用して、シアネートがペロブスカイト構造にうまく組み込まれていることを確認し、シアネートが組み込まれたペロブスカイト太陽電池を作製した。新しいペロブスカイトの原子構造をさらに分析したところ、シアネートを組み込むと構造が安定化し、ペロブスカイト内で重要な相互作用が形成されるという実験的証拠が初めて得られ、ペロブスカイトベースの太陽電池におけるハロゲン化物の有力な代替品であることが実証されました。 NUS の科学者らは、性能を評価する際に、シアネートを組み込んだペロブスカイト太陽電池は、従来のペロブスカイト太陽電池の 1.422 ボルトと比較して、1.357 ボルトの高い電圧を達成でき、エネルギー損失が大幅に減少することを発見しました。研究者らはまた、制御された条件下で最大出力で300時間連続動作させることで、新たに設計したペロブスカイト太陽電池をテストした。テスト期間後、太陽電池は安定した状態を保ち、容量の 96% 以上で機能しました。シアネート集積ペロブスカイト太陽電池の優れた性能に勇気づけられた NUS チームは、それを使用して三重接合ペロブスカイト/Si タンデム太陽電池を組み立てることにより、画期的な発見を次のステップに進めました。研究者らは、ペロブスカイト太陽電池とシリコン太陽電池を積層して二重接合ハーフセルを作成し、シアネート集積ペロブスカイト太陽電池を取り付けるための理想的なベースを提供しました。研究者らは、組み立てが完了すると、三重接合ペロブスカイト/Si タンデム太陽電池構造の複雑さにもかかわらず、安定性を維持し、認定された独立した太陽光発電校正研究所から認定された世界記録効率 27.1% を達成したことを実証しました。 「これらの進歩を総合すると、ペロブスカイト太陽電池のエネルギー損失の軽減に関する画期的な洞察が得られ、ペロブスカイトベースの三重接合太陽電池技術のさらなる開発に向けた新たな方向性が設定されました」と侯助教授は述べた。次のステップ
三重接合ペロブスカイト/Si タンデム太陽電池の理論効率は 50% を超えており、特に設置スペースが限られている用途では、さらなる性能向上の大きな可能性を示しています。今後、NUS チームは、効率と安定性を損なうことなく、このテクノロジーをより大きなモジュールにスケールアップすることを目指しています。今後の研究は、ペロブスカイトの界面と組成における革新に焦点を当てます。これらは、この技術をさらに進歩させるためにチームによって特定された重要な分野です。- SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
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- 情報源： https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64792.php
