Home > Media > De efficiënte perovskietcellen met een gestructureerde antireflectielaag – weer een stap richting commercialisering op grotere schaal
 |
| De visualisatie van de vervaardigde honingraattextuur voor de perovskiet-zonnecel (bron: Maciej Krajewski, Faculteit Natuurkunde van de Universiteit van Warschau). Het onderzoek van het team van wetenschappers werd gewaardeerd door de presentatie op de cover van het tijdschrift “Advanced Materials and Interfaces” CREDIT Maciej Krajewski, Faculteit Natuurkunde aan de Universiteit van Warschau |
Abstract:
Op perovskiet gebaseerde zonnecellen, die vanwege hun eenvoudige en kosteneffectieve productieproces in combinatie met hun uitstekende prestaties algemeen worden beschouwd als opvolgers van de momenteel dominante siliciumcellen, zijn nu het onderwerp van diepgaand onderzoek. Een team van wetenschappers van het Fraunhofer Instituut voor Zonne-energie ISE en de Faculteit Natuurkunde van de Universiteit van Warschau presenteerde perovskiet-fotovoltaïsche cellen met aanzienlijk verbeterde opto-elektronische eigenschappen in het tijdschrift Advanced Materials and Interfaces. Het verminderen van optische verliezen in de cellen van de volgende generatie, zoals weergegeven in het artikel, is een van de belangrijkste uitdagingen voor de bredere implementatie ervan.
De efficiënte perovskietcellen met een gestructureerde antireflectielaag – weer een stap richting commercialisering op grotere schaal
Warschau, Polen | Geplaatst op 6 oktober 2023
Fotovoltaïsche zonne-energie heeft de afgelopen twintig jaar een aanzienlijke ontwikkeling doorgemaakt, zowel gezien de paneelefficiëntie als de geïnstalleerde capaciteit, die sinds het jaar 20 wereldwijd maar liefst duizend keer is toegenomen. Silicium is het meest gebruikte materiaal voor de productie van fotovoltaïsche panelen, maar momenteel zijn cellen het meest gebruikte materiaal. op basis van dit element naderen hun fysieke efficiëntielimieten. Daarom onderzoeken wetenschappers actief innovatieve oplossingen die gericht zijn op het verbeteren van de celefficiëntie en tegelijkertijd een goedkopere en milieuvriendelijkere productie mogelijk maken.
Op perovskiet gebaseerde cellen voldoen aan beide criteria en bieden een efficiëntie van meer dan 26%, gemak en kosteneffectiviteit bij de productie met behulp van gevestigde chemische methoden. Momenteel werken talloze onderzoeksinstituten wereldwijd aan het verbeteren van hun efficiëntie en weerstand tegen atmosferische omstandigheden. Een van de uitdagingen waarmee ze worden geconfronteerd is de integratie van perovskietcellen met siliciumcellen, terwijl tegelijkertijd de verliezen als gevolg van reflectie en parasitaire absorptie worden verminderd. Om deze verliezen te minimaliseren, worden siliciumcellen doorgaans geëtst met zeer corrosieve chemische middelen, een proces dat een microscopisch piramidepatroon op het oppervlak creëert, waardoor de reflectie van het hele apparaat effectief wordt verminderd, waardoor de door het apparaat gegenereerde stroom toeneemt. Helaas zijn perovskieten gevoelig voor veel chemische stoffen, wat de reden is dat er tot nu toe minder effectieve vlakke antireflectiecoatings zijn toegepast die zijn aangebracht door middel van minder invasief sputteren.
In onderzoek gepubliceerd in Advanced Materials and Interfaces gebruikten wetenschappers de nano-imprinting-methode om een efficiënte anti-reflecterende structuur met honingraatachtige symmetrie bovenop de perovskiet-zonnecel te creëren. Deze techniek maakt de productie mogelijk van structuren op nanometerschaal op zeer grote oppervlakken, groter dan 100 cm². “Deze aanpak garandeert schaalbaarheid in het productieproces van apparaten met een groot oppervlak, wat cruciaal is in de context van de dringende behoefte aan energietransformatie naar hernieuwbare energiebronnen”, zegt mevrouw Maciej Krajewski, onderzoeker aan de Faculteit der Natuurkunde van de Universiteit van Warschau. Dergelijke gemodificeerde monsters demonstreren een hogere efficiëntie vergeleken met cellen die eerder gebruikte vlakke antireflectielagen gebruikten.
Naast het verbeteren van de efficiëntie is een andere belangrijke bevinding uit het gepubliceerde werk dat de applicatieprocedure voor deze laag de perovskiet niet beschadigt, waardoor de mogelijkheid wordt geopend om andere structuren te gebruiken die zijn afgestemd op de specifieke celarchitecturen. Tot nu toe pasten wetenschappers vergelijkbare antireflectiestructuren toe als afzonderlijk voorbereide lagen, die werden overgebracht in een ander technologisch proces dat onvermijdelijk kleinschalig was en gevoelig voor beschadiging van de actieve laag. Door gebruik te maken van de directe nano-imprinting-methode wordt het mogelijk om het hele apparaat op grote schaal en in één enkel technologisch proces te vervaardigen, wat cruciaal is voor het verlagen van de totale apparaatkosten.
Bovendien is de toegepaste methode compatibel met een tandemconfiguratie, dat wil zeggen door silicium- en perovskietcellen te combineren, wat geheel nieuwe mogelijkheden voor de toepassing ervan opent. Bijgevolg bestaat er het potentieel om de procedure rechtstreeks over te dragen naar opkomende fotovoltaïsche architecturen, wat zou kunnen leiden tot verdere verbeteringen in de efficiëntie. De gepubliceerde resultaten maken de weg vrij voor nieuwe fotovoltaïsche apparaten met uitstekende opto-elektronische eigenschappen, waarbij bij de productie gebruik wordt gemaakt van nano-imprinting-technieken.
Het experiment en de modellering werden uitgevoerd bij Fraunhofer ISE in Freiburg, met deelname van onderzoeker Msc. Maciej Krajewski van de Universiteit van Warschau. Financiering voor het onderzoek werd verstrekt door: Fraunhofer Gesellschaft (project MEEt binnen het ICON-programma), het Instituut voor Experimentele Natuurkunde van de Faculteit Natuurkunde UW, Universiteit van Warschau, Faculteit Natuurkunde UW, Universiteit van Warschau Foundation, evenals van de Erasmus+ programma en de Deutsche Bundesstiftung Umwelt.
####
Over Universiteit van Warschau, Faculteit Natuurkunde
Natuurkunde en astronomie aan de Universiteit van Warschau verschenen in 1816 als onderdeel van de toenmalige Faculteit der Wijsbegeerte. In 1825 werd het Astronomisch Observatorium opgericht. Momenteel bestaat de Faculteit Natuurkunde van de Universiteit van Warschau uit de volgende instituten: Experimentele Natuurkunde, Theoretische Natuurkunde, Geofysica, de Afdeling Wiskundige Methoden en het Astronomisch Observatorium. Het onderzoek bestrijkt vrijwel alle gebieden van de moderne natuurkunde, op schalen van kwantum tot kosmologisch. Het onderzoeks- en onderwijspersoneel van de faculteit bestaat uit ruim 250 academische docenten. Ongeveer 1,100 studenten en ruim 170 promovendi studeren aan de Faculteit Natuurkunde UW. Volgens de Shanghai's Global Ranking of Academic Subjects behoort de Universiteit van Warschau tot de 75 beste universiteiten ter wereld die onderwijs geven op het gebied van natuurkunde.
Voor meer informatie, klik hier
Kontakte:
Medienkontakt
Agata Meissner
Universiteit van Warschau, Faculteit der Natuurkunde
Office: 225-532-573
Contactpersoon voor experts
Maciej Krajewski
Faculteit Natuurkunde, Universiteit van Warschau
Kantoor: +48 22 55 32 769
Copyright © Universiteit van Warschau, Faculteit Natuurkunde
Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.
Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.
Bladwijzer:
| Gerelateerde Links |
| Gerelateerd nieuws Pers |
Nieuws en informatie
Waarneming van links en rechts op nanoschaal met optische kracht Oktober 6th, 2023
Succesvolle morphing van anorganische perovskieten zonder hun functionele eigenschappen te beschadigen Oktober 6th, 2023
Interdisciplinair: Rice-team pakt de toekomst van halfgeleiders aan Multiferroics kunnen de sleutel zijn tot ultralow-energy computing Oktober 6th, 2023
Perovskieten
Succesvolle morphing van anorganische perovskieten zonder hun functionele eigenschappen te beschadigen Oktober 6th, 2023
Nieuw ontwerp perovskiet elektrochemische cel voor lichtemissie en lichtdetectie 12 mei 2023
Efficiënte perovskietlasers met warmteafvoer met behulp van een diamantsubstraat met hoge thermische geleidbaarheid April 14, 2023
Mogelijke toekomsten
Ontdekking gedaan door wetenschappers van de Universiteit van Warschau kan een netwerkinterface voor kwantumcomputers mogelijk maken Oktober 6th, 2023
Het medicijn van de toekomst zouden kunstmatige levensvormen kunnen zijn Oktober 6th, 2023
Succesvolle morphing van anorganische perovskieten zonder hun functionele eigenschappen te beschadigen Oktober 6th, 2023
ontdekkingen
Er wordt atoom voor atoom een nieuw qubit-platform gecreëerd Oktober 6th, 2023
Verdraaide wetenschap: NIST-onderzoekers vinden een nieuwe kwantumliniaal om exotische materie te onderzoeken Oktober 6th, 2023
Ontdekking gedaan door wetenschappers van de Universiteit van Warschau kan een netwerkinterface voor kwantumcomputers mogelijk maken Oktober 6th, 2023
Mededelingen
Waarneming van links en rechts op nanoschaal met optische kracht Oktober 6th, 2023
Er wordt atoom voor atoom een nieuw qubit-platform gecreëerd Oktober 6th, 2023
Verdraaide wetenschap: NIST-onderzoekers vinden een nieuwe kwantumliniaal om exotische materie te onderzoeken Oktober 6th, 2023
Interviews / Boekbesprekingen / Essays / Rapporten / Podcasts / Journals / White papers / Posters
Waarneming van links en rechts op nanoschaal met optische kracht Oktober 6th, 2023
Er wordt atoom voor atoom een nieuw qubit-platform gecreëerd Oktober 6th, 2023
Verdraaide wetenschap: NIST-onderzoekers vinden een nieuwe kwantumliniaal om exotische materie te onderzoeken Oktober 6th, 2023
Energie
Succesvolle morphing van anorganische perovskieten zonder hun functionele eigenschappen te beschadigen Oktober 6th, 2023
Op grafeen gebaseerde carbokatalysatoren: synthese, eigenschappen en toepassingen - voorbij de grenzen Juni 9, 2023
Als alle details ertoe doen — Warmtetransport in energiematerialen Juni 9, 2023
Zonne / fotovoltaïsche
Een universele HCl-assistent poeder-tot-poederstrategie voor het bereiden van loodvrije perovskieten Maart 24th, 2023
Stabiliteit van perovskiet-zonnecellen bereikt volgende mijlpaal Januari 27th, 2023
Nieuwe methode lost het probleem met perovskiet-zonnecellen op: NREL-onderzoekers bieden een groeibenadering die de efficiëntie en stabiliteit verhoogt December 29th, 2022
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57404
