Kategóriák Tech

24,8 százalékos hatásfokot értek el az olcsó perovszkit alapú nap celláknál

A kínai Nanjing és a kanadai Toronto Egyetemek kutatócsapatának sikerült elkészítenie egy teljes perovszkit tandem nap cellát. Az új celláról megjelenő tanulmányban a kutatók kiemelkedő hatásfokról számolnak be.

A perovszkitek az ásványoknak egy jellemzően sárga, barna vagy fekete színű nagyrészt kalcium-titanát alkotta csoportja. Az elmúlt években nemzetközileg több kutatócsapatnak sikerült figyelemreméltó eredményeket elérni a perovszkit alapú nap cellákkal. Azonban ehhez, vagy széles (~1.8 eV) vagy szűk (~1.2 eV) sávrésű perovszkitet használtak.

Az új cellánál ezzel szemben mindkét sávrés tartományt felhasználták, ezzel úgy érve el jelentős javulást az energia konverzációs hatásfokban, hogy a cellák előállítási költsége nem emelkedett. Amíg ez leírva nem hangzik nehéz feladatnak, addig valójában rengeteg optimalizációra volt szükség, hogy az eltérő sávréssel rendelkező anyagok ne akadályozzák egymást.

További nehézséget jelentett a már korábbi kutatások által is felismert probléma, hogy a szűk sávközű perovszkit Sn2+ ionjai Sn4+ ionokká oxidálódnak. Emiatt folyamatosan romlanak a cellák teljesítménye.

A megoldást az a megközelítés hozta, hogy az előállításnál lecseréltek egy előoldatot, amivel megakadályozták a káros oxidációt – visszaállítva az oxidált terméket – és ezzel drámaian javítottak töltéshordozó diffúziós hosszán. Ezen felül más vegyületek használatával további javulást is sikerült elérniük.

Összességében mindezzel több mint háromszorosára tudták növelni a diffúziós hosszt, ami hatalmas előrelépést jelent a perovszkit alapú nap cellák számára.

Amíg a perovszkit alapú technológia nagy előnye az alacsony előállítási ár, addig  a hagyományos nap celláknál eddig lényegesen rosszabb hatásfokot kínáltak. Emiatt csak bizonyos környezetben tudták alkalmazni őket. A kutatók szerint viszont most elérkezett az olcsó és jó hatásfokú perovszkit cellák kora.

A csapat prototípus cellákat is készített, melyek hatásfokát egy másik tőlük független szervezet is igazolta. A kis méretű készülékekhez tervezett 0,049 cm2-es cellánál 24,8 százalékos, amíg a nagyobb 1,05 cm2-esnél is még 22,1 százalékos hatásfokot mértek.

A tesztek szerint továbbá ezek a cellák még 400 órás teljes megvilágítású működés mellet is megőrizték hatásfokuk 90 százalékát, ami szintén előrelépés a technika számára.

A projekt következő lépéseként a csapat több mint 28 százalékos hatásfok elérését tűzte ki célul. Amihez most a széles sávrésű perovszkit optimalizálását és optikai veszteség csökkentését kell először megvalósítaniuk.

Forrás: nature.com

Megosztás

Legutóbbi tartalom

Hanggal és fénnyel együtt értek el hatalmas adatátviteli sebességet

Kutatók áttörést értek el a terahertz-es kvantum lézerek terén, melyekkel így már akár 100 Gbit/s-es adatátviteli sebességet is el tudtak…

2020-02-18

Megfelelő stimulációval is ‘felébreszthető’ az öntudat

Az idegtudomány egyik központi kérdése, hogy mi is az öntudat és hogy az agy mely részéből ered. Egy új kutatás…

2020-02-18

Már karnyújtásnyira van a fotoszintézis teljes megértése

A növények már több száz millió éve nyerik éltető energiájukat a napból, viszont az algák és a fotoszintetizáló baktériumok még…

2020-02-11

Az egyik eddigi legnagyobb rákkutató projekt megmutatja milyen mutációk állnak a betegségek mögött

Egy hatalmas nemzetközi tanulmány keretében rögzítik a rákos megbetegedések kiváltó okait, ezzel azt célozva, hogy olyan DNS hibákat tudjanak kimutatni,…

2020-02-11

A Föld keringési pályájának megváltozása is komoly szerepet játszott a tömeges kihalásokban

Egyre biztosabbak vagyunk benne, hogy a globális klímaváltozás mögött az emberi tevékenységek hatásai rejlenek és ezzel fokozatosan közelítünk a hatodik…

2020-02-11

Egyes darazsak képesek az arcfelismerésre

Egy darázs faj tagjai képesek megkülönböztetni társaikat az arcuk alapján. Ez a rovarok körében rendkívül ritka és a faj csoportos…

2020-02-03

Ez a weboldal cookie-kat használ.

Elolvasom