Công nghệ nano hiện nay - Thông cáo báo chí: Các tế bào Perovskite hiệu quả với lớp chống phản chiếu có cấu trúc - Một bước nữa hướng tới thương mại hóa ở quy mô rộng hơn

Trang Chủ > Ấn Bản > Pin perovskite hiệu quả với lớp chống phản chiếu có cấu trúc – một bước nữa hướng tới thương mại hóa trên quy mô rộng hơn

Hình dung kết cấu tổ ong được sản xuất cho pin mặt trời perovskite (nguồn: Maciej Krajewski, Khoa Vật lý tại Đại học Warsaw). Nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học được đánh giá cao khi được trình bày trên trang bìa tạp chí “Vật liệu và giao diện tiên tiến” TÍN DỤNG Maciej Krajewski, Khoa Vật lý, Đại học Warsaw

Hình dung kết cấu tổ ong được sản xuất cho pin mặt trời perovskite (nguồn: Maciej Krajewski, Khoa Vật lý tại Đại học Warsaw). Công trình nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học được đánh giá cao khi được đăng trên trang bìa tạp chí “Vật liệu và Giao diện Tiên tiến” TÍN DỤNG
Maciej Krajewski, Khoa Vật lý, Đại học Warsaw

Tóm tắt:
Pin mặt trời dựa trên Perovskite, được nhiều người coi là sự kế thừa cho pin silicon đang chiếm ưu thế hiện nay, do quy trình sản xuất đơn giản và tiết kiệm chi phí kết hợp với hiệu suất tuyệt vời của chúng, hiện đang là chủ đề của nghiên cứu chuyên sâu. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện Năng lượng Mặt trời Fraunhofer ISE và Khoa Vật lý tại Đại học Warsaw đã trình bày các tế bào quang điện perovskite với các đặc tính quang điện tử được cải thiện đáng kể trên tạp chí Vật liệu và Giao diện Tiên tiến. Giảm tổn thất quang học trong các tế bào thế hệ tiếp theo, như được trình bày trong bài báo, là một trong những thách thức chính đối với việc triển khai rộng rãi hơn.

Các tế bào perovskite hiệu quả với lớp chống phản chiếu có cấu trúc – một bước nữa hướng tới thương mại hóa ở quy mô rộng hơn

Warsaw, Ba Lan | Đăng vào ngày 6 tháng 2023 năm XNUMX

Quang điện đã trải qua một sự phát triển đáng kể trong 20 năm qua, xét đến cả hiệu suất của tấm pin và công suất lắp đặt, đã tăng trên toàn thế giới với mức đáng kinh ngạc 1000 lần kể từ năm 2000. Silicon là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất tấm quang điện, tuy nhiên hiện nay tế bào dựa trên yếu tố này đang tiến đến giới hạn hiệu quả vật lý của họ. Do đó, các nhà khoa học đang tích cực khám phá các giải pháp đổi mới nhằm nâng cao hiệu quả của tế bào, đồng thời cho phép sản xuất rẻ hơn và thân thiện với môi trường hơn.

Các tế bào dựa trên Perovskite đáp ứng cả hai tiêu chí này, mang lại hiệu suất trên 26%, dễ dàng và tiết kiệm chi phí trong sản xuất bằng các phương pháp hóa học được thiết lập tốt. Hiện nay, nhiều viện nghiên cứu trên toàn thế giới đang nỗ lực cải thiện hiệu quả và khả năng chống chịu với điều kiện khí quyển. Một trong những thách thức mà họ đang phải đối mặt là việc tích hợp tế bào perovskite với tế bào silicon đồng thời giảm tổn thất do phản xạ và hấp thụ ký sinh. Để giảm thiểu những tổn thất này, tế bào silicon thường được khắc bằng các tác nhân hóa học có tính ăn mòn cao, một quá trình tạo ra mô hình kim tự tháp cực nhỏ trên bề mặt, làm giảm hiệu quả sự phản xạ của toàn bộ thiết bị, từ đó làm tăng dòng điện do thiết bị tạo ra. Thật không may, perovskites rất nhạy cảm với nhiều chất hóa học, đó là lý do tại sao cho đến nay, các lớp phủ chống phản xạ phẳng kém hiệu quả hơn được áp dụng thông qua phương pháp phún xạ ít xâm lấn hơn đã được sử dụng.

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Advanced Materials and Interfaces, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp in nano để tạo ra cấu trúc chống phản chiếu hiệu quả với tính đối xứng giống như tổ ong trên đỉnh pin mặt trời perovskite. Kỹ thuật này cho phép sản xuất các cấu trúc có kích thước nanomet trên các bề mặt rất lớn, vượt quá 100 cmXNUMX. Msc Maciej Krajewski, nhà nghiên cứu từ Khoa Vật lý, Đại học, cho biết: “Cách tiếp cận này đảm bảo khả năng mở rộng trong quy trình sản xuất các thiết bị có bề mặt lớn, điều này rất quan trọng trong bối cảnh nhu cầu cấp thiết về chuyển đổi năng lượng sang các nguồn năng lượng tái tạo”. Warsaw. Các mẫu được sửa đổi như vậy cho thấy hiệu quả cao hơn so với các tế bào sử dụng các lớp chống phản chiếu phẳng được sử dụng trước đó.

Ngoài việc nâng cao hiệu quả, một phát hiện quan trọng khác từ công trình đã được công bố là quy trình ứng dụng cho lớp này không làm hỏng perovskite, mở ra khả năng sử dụng các cấu trúc khác phù hợp với kiến trúc tế bào cụ thể. Cho đến nay, các nhà khoa học đã áp dụng các cấu trúc chống phản chiếu tương tự như các lớp được chuẩn bị riêng biệt, sau đó được chuyển giao trong một quy trình công nghệ khác, chắc chắn ở quy mô nhỏ và dễ làm hỏng lớp hoạt động. Bằng cách sử dụng phương pháp in nano trực tiếp, có thể sản xuất toàn bộ thiết bị trên quy mô lớn và trong một quy trình công nghệ duy nhất, điều này rất quan trọng để giảm chi phí tổng thể của thiết bị.

Hơn nữa, phương pháp được áp dụng tương thích với cấu hình song song, tức là kết hợp tế bào silicon và perovskite, mở ra những khả năng hoàn toàn mới cho ứng dụng của nó. Do đó, có khả năng chuyển trực tiếp quy trình sang các kiến trúc quang điện mới nổi, điều này có thể dẫn đến những cải tiến hơn nữa về hiệu quả. Các kết quả được công bố đã mở đường cho các thiết bị quang điện mới có đặc tính quang điện tử vượt trội, sử dụng kỹ thuật in nano trong sản xuất.

Thí nghiệm và mô hình hóa được tiến hành tại Fraunhofer ISE ở Freiburg, với sự tham gia của nhà nghiên cứu Msc. Maciej Krajewski từ Đại học Warsaw. Tài trợ cho nghiên cứu được cung cấp bởi: Fraunhofer Gesellschaft (dự án MEEt trong chương trình ICON), Viện Vật lý Thực nghiệm tại Khoa Vật lý UW, Đại học Warsaw, Khoa Vật lý UW, Quỹ Đại học Warsaw, cũng như từ Quỹ Vật lý Đại học Warsaw. Chương trình Erasmus+ và Deutsche Bundesstiftung Umwelt.

####

Về Đại học Warsaw, Khoa Vật lý
Vật lý và thiên văn học tại Đại học Warsaw xuất hiện vào năm 1816 như một phần của Khoa Triết học lúc bấy giờ. Năm 1825, Đài quan sát thiên văn được thành lập. Hiện nay, Khoa Vật lý của Đại học Warsaw bao gồm các viện sau: Vật lý Thực nghiệm, Vật lý Lý thuyết, Địa vật lý, Khoa Phương pháp Toán học và Đài quan sát Thiên văn. Nghiên cứu này bao gồm hầu hết các lĩnh vực vật lý hiện đại, trên quy mô từ lượng tử đến vũ trụ. Đội ngũ nghiên cứu và giảng dạy của Khoa bao gồm hơn 250 giáo viên hàn lâm. Khoảng 1,100 sinh viên và hơn 170 nghiên cứu sinh đang theo học tại Khoa Vật lý UW. Đại học Warsaw nằm trong số 75 trường đại học tốt nhất trên thế giới đào tạo lĩnh vực vật lý theo Bảng xếp hạng các môn học học thuật toàn cầu của Thượng Hải.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây

Liên hệ:
Phương tiện truyền thông Liên hệ

Agata Meissner
Đại học Warsaw, Khoa Vật lý
Văn phòng: 225-532-573
Liên hệ với chuyên gia

Maciej Krajewski
Khoa Vật lý, Đại học Warsaw
Văn phòng: +48 22 55 32 769

Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.

Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.

Bookmark: