Hoe de efficiëntie van de opwekking van zonne-energie te verbeteren?

Energietekort en milieuvervuiling zijn grote problemen waarmee de duurzame economische ontwikkeling van mijn land wordt geconfronteerd. Het gebruik van zonne-energieopwekking zal naar verwachting de energiestructuur van mijn land veranderen en de milieuproblemen waarmee mijn land wordt geconfronteerd fundamenteel oplossen. Hoe de "werkefficiëntie" van dergelijke perovskiet-zonnecellen kan worden verbeterd, is echter een veel voorkomende hoofdpijn voor wetenschappelijke onderzoekers.

Onlangs heeft het team van professor Qin Tianshi van het Advanced Materials Research Institute van de Nanjing University of Technology onlangs een anion-kation-paarmateriaal gebruikt om de twee "gaten" van het perovskiet "kristalgebouw" te repareren. Passivering van defecten, veranderende chemische eigenschappen, om zowel efficiëntie als stabiliteit te bereiken, werden de relevante onderzoeksresultaten onlangs gepubliceerd in "Matter".

"In de context van koolstofneutralisatie en koolstofpiek is er een nieuw type perovskiet-zonnecel ontstaan, en het verbeteren van de milieustabiliteit van perovskietmaterialen en -cellen is cruciaal voor de commercialisering van perovskiet-zonnecellen." Qin Tianshi introduceerde dat perovskiet-zonnecellen een hoge energieconversie-efficiëntie hebben, die vergelijkbaar is met de huidige commerciële siliciumzonnecellen, maar vanwege het eenvoudige, meer economische en milieuvriendelijke productieproces, is het de "lieveling" geworden van wetenschappers over de hele wereld . De verwachting is dat het bijdraagt ​​aan het realiseren van de dual carbon-doelstelling. De hoofdpijn voor onderzoekers is dat de huidige perovskiet-zonnecellen nog steeds erg gevoelig zijn voor vochtigheid, temperatuur, licht en andere omgevingen. Wanneer perovskiet-zonnecellen worden blootgesteld aan deze omgevingen, zijn ze vatbaar voor degradatie en hebben ze opmerkelijke problemen zoals slechte stabiliteit.

Momenteel is het onderzoekswerk op de markt vooral gericht op het oplossen van eenzijdige problemen om de efficiëntie en stabiliteit van zonnecellen te verbeteren. Gewoonlijk wordt slechts één component van het perovskietmateriaal geoptimaliseerd, of wordt de optimalisatie van een enkele chemische omgeving gebruikt om efficiëntie en stabiliteit te bereiken. Gesynchroniseerde verbetering van seks. Wang Aifei, de co-eerste auteur en geassocieerd onderzoeker van het artikel, zei: "Dit onderzoeksresultaat van ons team gebruikt het synergetische effect van het toevoegen van anion- en kationparen om de defecten van perovskietmaterialen in vele aspecten en alle richtingen te passiveren en te veranderen de chemische eigenschappen om het beste van twee werelden in efficiëntie en stabiliteit te bereiken."

"Perovskietmaterialen, zoals ons keukenzout, zijn een soort kristal dat is samengesteld uit anionen en kationen." Qin Tianshi introduceerde levendig. In de microscopische wereld zijn er veel defecte gaten in dit "kristallen gebouw", waardoor externe waterdamp door de gaten het gebouw kan binnendringen. Met de continue toename van waterberging zal het gebouw uiteindelijk instorten. Vanuit macroscopisch oogpunt wordt dit perovskietkristal afgebroken en vernietigd. Daarom hebben wetenschappers een verscheidenheid aan materialen ontwikkeld om de gebreken van het gebouw te herstellen en het te beschermen tegen waterdamp van buitenaf. Net zoals anionen en kationen samen kristallen vormen, heeft de perovskiet "kristalopbouw" ook twee "gaten", aniondefecten en kationdefecten. Het eerdere werk van internationale collega's repareerde slechts één type gat. Met behulp van een anion-kation-paarmateriaal worden de twee "gaten" van het perovskiet "kristalgebouw" tegelijkertijd gerepareerd. De resulterende perovskiet-zonnecellen hebben de efficiëntie en stabiliteit aanzienlijk verbeterd in vergelijking met eerder gerapporteerde.

Doctoraatsstudent Wang Jungan zei: "De resultaten van dit onderzoek kunnen een foto-elektrische conversie-efficiëntie van meer dan 23 procent bereiken onder standaard zonlicht, wat zeer dicht bij of zelfs hoger is dan de efficiëntie van de huidige commerciële siliciumzonnecellen. Tegelijkertijd, de synergie van de anionen en kationen bouwt twee op. Een waterdichte isolatielaag kan de stabiliteit van perovskiet-zonnecellen effectief verbeteren, waardoor de bedrijfstijd van de cellen wordt verlengd en een omgevingsstabiliteit van meer dan 1,000 uur onder continu licht wordt bereikt. "

"Door dit onderzoek lost één strategie de pijnpunten van meerdere perovskiet-zonnecellen tegelijkertijd op, en vergroot het ook het vertrouwen in het proberen om zonnecellen met een groter oppervlak te fabriceren en bereidt het zich voor op de commercialisering van perovskiet-zonnecellen." Becommentarieerd door Professor Qin Tianshi Road.

Het is gemeld dat dit werk is ondersteund door het General Project van de National Natural Science Foundation of China en het General Project van de Natural Science Foundation van de provincie Jiangsu.