Een materiaal dat is aangekondigd als de sleutel tot het produceren van efficiëntere zonnepanelen van de volgende generatie zou binnenkort klaar kunnen zijn voor massaproductie, dankzij een nieuwe methode ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Surrey.
Het team uit Surrey ontdekte dat het samensmelten van perovskietmaterialen met een element genaamd ferroceen de efficiëntie van op perovskiet gebaseerde zonnepanelen dramatisch verhoogt. Het team ontdekte dat deze focus op de chemie van zonnepanelen, in plaats van andere benaderingen waarbij naar mechanische en elektrische componenten werd gekeken, zorgde voor de beoogde doorbraak.
“Ons onderzoek schaalt deze perovskietcellen op tot op een klein niveau, waarbij de nadruk ligt op de chemische verbindingen en hun specifieke problemen. De normale praktijk is bijvoorbeeld om cellen met lithium te bedekken, of te ‘doteren’, maar lithium absorbeert water, waardoor het energietekort in de loop van de tijd toeneemt,” zei Thomas Web, postdoctoraal onderzoekstudent en projectleider van de Universiteit van Surrey. “We ontdekten een element binnen de organometallische chemie genaamd Ferrocene dat de efficiëntie aanzienlijk verbetert en de energiedaling stabiliseert die alle zonnepanelen in de loop van de tijd hebben. Om nog maar te zwijgen van het feit dat het goedkoop is om te produceren en het probleem van de waterabsorptie oplost.”
Perovskietmaterialen worden algemeen beschouwd als de opvolger van silicium, omdat ze licht van gewicht zijn en veel goedkoper te produceren. De belofte van perovskiet moet echter nog worden gerealiseerd vanwege de moeilijkheid om laboratoriumresultaten in massaproductie te repliceren.
“Siliciumcellen zijn efficiënt maar duur om te produceren; perovskietmaterialen zijn zonder twijfel de volgende generatie fotovoltaïsche technologieën”, legt uit dr. Wei Zhang, de primaire supervisor van het onderzoek en de projectleider van de Universiteit van Surrey. “Er is nog een lange weg te gaan om ervoor te zorgen dat deze op grote schaal kunnen worden geïmplementeerd, maar met deze resultaten zijn we een genereuze stap dichter bij het realiseren ervan.”
Professor Stephen Sweeney, de co-promotor van het onderzoek van de Universiteit van Surrey, voegde hieraan toe: “Dit is een belangrijke ontwikkeling om dit belangrijke nieuwe materiaalsysteem vooruit te helpen in een tijd waarin betrouwbare hernieuwbare energiebronnen van cruciaal mondiaal belang zijn. Dit is ook een zeer bevredigend voorbeeld van hoe interdisciplinair onderzoek en complementaire expertise van de partneruniversiteiten tot een resultaat met grote impact hebben geleid.”
Het project is geproduceerd in samenwerking met Imperial College London, de Universiteit van Nottingham, London Southbank University, University College London en Fluxim AG. Het onderzoek is gepubliceerd in Geavanceerde energiematerialen.
De Universiteit van Surrey is een toonaangevend onderzoeksinstituut dat zich richt op duurzaamheid om effecten te bewerkstelligen die de samenleving ten goede komen en helpen om te gaan met de vele uitdagingen van klimaatverandering. Surrey zet zich ook in voor het verbeteren van de eigen hulpbronnenefficiëntie op zijn campussen in Guildford en streeft ernaar een leider in de sector te zijn. Het heeft zich ertoe verbonden om in 2030 koolstofneutraal te zijn. In april stond het op de 55e plaats in de wereld volgens de Times Higher Education (THE) University Impact Rankings, die de prestaties van meer dan 1,400 universiteiten beoordeelt in het licht van de duurzame ontwikkelingsdoelstellingen van de Verenigde Naties. SDG’s).
Openen in figuurweergave
PowerPoint
a) Structuur van het ferroceen-sandwichcomplex. b) Apparaatarchitectuur en locatie van ferroceen bij de voorbereiding van perovskietzonnecellen. c) Structuur van spiro-OMeTAD, (rood) C14H14NO2+-fragment gevolgd in SIMS-metingen. d) OrbiSIMS-diepteprofielen van controle-perovskiet/spiro-OMeTAD-monster na 200 uur in N2, Pb2+-signaal overeenkomend met perovskiet genormaliseerd naar C14H14NO2+ toegeschreven aan de methoxyfenolaminetakken van spiro-OMeTAD. e) OrbiSIMS-diepteprofielen van met ferroceen behandeld perovskiet/ferroceen/spiro-OMeTAD-monster na 200 uur in N2, extra Fe+ wordt toegeschreven aan de opname van ferroceen. f) 3D gereconstrueerde secundaire ionenbeelden van Li+ (links, blauw) en C14H14NO2+ fragment van spiro-OMeTAD (rechts, rood) in films bereid zonder ferroceen, g) 3D gereconstrueerde secundaire ionenbeelden van Li+ (links, blauw) en C14H14NO2+ fragment van spiro-OMeTAD (rechts, rood) in films bereid met ferroceen, identieke oplossingen van gedoteerde spiro-OMeTAD werden gebruikt voor beide OrbiSIMS-metingen, variaties in de absolute intensiteit van tellingen worden toegeschreven aan matrixeffecten.
” data-image-caption data-medium-file=”https://cleantechnica.com/files/2022/06/Screenshot-420-1-400×376.png” data-large-file=”https://cleantechnica.com/files/2022/06/Screenshot-420-1-800×751.png” loading=”lazy” class=”wp-image-269939 size-large” src=”https://cleantechnica.com/files/2022/06/Screenshot-420-1-800×751.png” alt width=”800″ height=”751″ srcset=”https://cleantechnica.com/files/2022/06/Screenshot-420-1-800×751.png 800w, https://cleantechnica.com/files/2022/06/Screenshot-420-1-400×376.png 400w, https://cleantechnica.com/files/2022/06/Screenshot-420-1-768×721.png 768w, https://cleantechnica.com/files/2022/06/Screenshot-420-1.png 915w” sizes=”(max-width: 800px) 100vw, 800px”>
Figuur 1 Openen in figuurviewer PowerPoint a) Structuur van ferroceensandwichcomplex. b) Apparaatarchitectuur en locatie van ferroceen bij de voorbereiding van perovskietzonnecellen. c) Structuur van spiro-OMeTAD, (rood) C14H14NO2+-fragment gevolgd in SIMS-metingen. d) OrbiSIMS-diepteprofielen van controle-perovskiet/spiro-OMeTAD-monster na 200 uur in N2, Pb2+-signaal overeenkomend met perovskiet genormaliseerd naar C14H14NO2+ toegeschreven aan de methoxyfenolaminetakken van spiro-OMeTAD. e) OrbiSIMS-diepteprofielen van met ferroceen behandeld perovskiet/ferroceen/spiro-OMeTAD-monster na 200 uur in N2, extra Fe+ wordt toegeschreven aan de opname van ferroceen. f) 3D gereconstrueerde secundaire ionenbeelden van Li+ (links, blauw) en C14H14NO2+ fragment van spiro-OMeTAD (rechts, rood) in films bereid zonder ferroceen, g) 3D gereconstrueerde secundaire ionenbeelden van Li+ (links, blauw) en C14H14NO2+ fragment van spiro-OMeTAD (rechts, rood) in films bereid met ferroceen, identieke oplossingen van gedoteerde spiro-OMeTAD werden gebruikt voor beide OrbiSIMS-metingen, variaties in de absolute intensiteit van tellingen worden toegeschreven aan matrixeffecten. Afbeelding: Een veelzijdige ferroceen-tussenlaag voor zeer stabiele en efficiënte met lithium gedoteerde, op Spiro-OMeTAD gebaseerde perovskiet-zonnecellen
Met dank aan De universiteit van Surrey
Bekijk onze gloednieuwe E-Bike Gids. Als je nieuwsgierig bent naar elektrische fietsen, dan is dit de beste plek om je e-mobiliteitsreis te beginnen!
Waardeer je de originaliteit van CleanTechnica en de berichtgeving over cleantech? Overweeg om een te worden CleanTechnica-lid, ondersteuner, technicus of ambassadeur - of een beschermheer op Patreon.
