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

A majmok gondolkodása rugalmasabb lehet mint az embereké

A Georgia Állami Egyetem új kutatása szerint, amikor arról van szó, hogy új hatékonyabb megoldásokat keresünk egy probléma megoldására, akkor…

2019-11-16

Sikeres volt az első szupravezető szélturbina tesztje

Sikerrel zárult az első szupravezető rotorral ellátott szélturbina tesztje. A 3,6 megawattos előállítására képes turbinát az EcoSwing tervezte és gyártotta…

2019-11-16

Megfejtették a fotoszintézist irányító fehérje szerkezetének titkát

A kutatóknak sikerült megfejteniük a fotoszintézisben kulcsfontosságú szerepet betöltő egyik vegyület felépítését. Szakértők szerint ezzel megnyílhat a lehetőség a folyamat…

2019-11-16

Már ereket is sikerült nyomtatni a mesterséges bőrbe

A Rensselaer Politechnikai Egyetem kutatói kifejlesztettek egy módszert, amivel lehetségessé válik a teljesen élő bőr 3D nyomtatása véredényekkel kiegészítve. A…

2019-11-08

A kávé a felére csökkentheti a májrák kialakulásának kockázatát

A Queen's University tudósai felfedezték, hogy a kávét fogyasztók körében lényegesen alacsonyabb a májrák leggyakoribb fajtájában (HCC) szenvedők száma. A…

2019-11-08

Mágneses mezővel szétválasztható ragasztót fejlesztettek ki

A Sussex Egyetem kutatói kifejlesztettek egy ragasztót, aminek ragadását a mágneses mező segítségével meg lehet szüntetni. A csapat szerint így…

2019-11-07

Ez a weboldal cookie-kat használ.

Elolvasom