Raziskovalci uporabljajo silicijeve nanodelce za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic

Dangerous memes | Dan Dennett (Junij 2019).

Anonim

Mednarodna raziskovalna skupina je izboljšala učinkovitost perovskite sončne celice z uporabo materialov z boljšo absorpcijo svetlobe. Prvič so raziskovalci uporabili silicijeve nanodelce. Taki nanodelci lahko ujamejo širok spekter valovnih dolžin v bližini celične aktivne plasti. Delci sami ne absorbirajo svetlobe in ne delujejo z drugimi elementi akumulatorja, s čimer ohranjajo svojo stabilnost. Raziskava je bila objavljena v naprednih optičnih materialih.

Perovske solarne celice so postale zelo priljubljene v zadnjih nekaj letih. Ta hibridni material omogoča znanstvenikom, da ustvarijo poceni, učinkovite in enostavne sončne celice. Edina težava je v tem, da debelina perovskitne plasti ne sme presegati več sto nanometrov, hkrati pa tanki perovskit absorbira manj fotonov.

Zaradi tega so morali znanstveniki najti način, kako povečati sposobnost spravljanja svetlobe absorpcijske perovskite plasti, ne da bi povečali njegovo debelino. Za to so znanstveniki uporabili kovinske nanodelce. Takšni delci omogočajo boljšo absorpcijo svetlobe zaradi povišane plazmonske plazme, vendar imajo znatne pomanjkljivosti. Na primer, sami absorbirajo nekaj energije in tako ogrevajo in poškodujejo baterijo. Znanstveniki Univerze ITMO so v sodelovanju s kolegi iz Sankt Peterburške državne univerze v Italiji in ZDA predlagali uporabo silikonskih nanodelcev za reševanje teh problemov.

"Dielektrični delci ne absorbirajo svetlobe, zato se ne segrejejo. So kemično inertni in ne vplivajo na stabilnost baterije. Poleg tega so lahko tako resni in lahko absorbirajo več svetlobe širokega spektra valovnih dolžin Zaradi specifičnih značilnosti postavitve ne poškodujejo strukture celic, ki so nam omogočile, da povečamo učinkovitost celic do skoraj 19 odstotkov. Do sedaj je to najbolj znan rezultat za ta perovskitni material z vgrajenimi nanodelci, "pravi Aleksandra Furasova, podiplomska študentka na Fakulteti za fiziko in inženiring ITMO.

Po mnenju znanstvenikov je to prva raziskava o uporabi silikonskih nanodelcev za izboljšanje lahkih žetvenih lastnosti absorbirajočega zgornjega sloja. Silikonski nanodelci so že presegli plazmonske. Znanstveniki upajo, da bo globlje preučevanje medsebojnega vplivanja nanodelcev in svetlobe ter njihova uporaba v perovskite sončne celice vodilo do še boljših rezultatov.

"V naši raziskavi smo uporabili MAPbI3 perovskite, kar nam je omogočilo podrobno preučevanje, kako resonančni nanodelci silicija vplivajo na perovskite sončne celice. lahko nanodelci sami spremenijo, da bi izboljšali svoje optične in transportne lastnosti. Pomembno je omeniti, da so nanodelci silicija zelo poceni in enostavni za proizvodnjo, zato je mogoče to metodo enostavno vključiti v proces proizvodnje sončnih celic, "je komentiral Sergey Makarov, vodja Laboratorija za hibridno nanofotoniko in optoelektroniko ITMO.

menu
menu