اشعه X نشان درجا رشد بلور از سرب پروسکایت پانل های خورشیدی و مواد

رهبری مبتنی بر perovskites بسیار امیدوار کننده مواد برای تولید پانل های خورشیدی. آنها کارآمد تبدیل نور به برق اما آنها نیز در حال حاضر برخی از اشکالات عمده: کارآمد ترین مواد بسیار پایدار است در حالی که سرب عنصری سمی است. دانشگاه گرونینگن دانشمندان در حال مطالعه جایگزین برای رهبری مبتنی بر perovskites. دو عامل است که به طور قابل توجهی بر بهره وری از این سلول های خورشیدی هستند که توانایی به صورت فیلم های نازک و ساختار مواد در سلول های خورشیدی. بنابراین بسیار مهم است برای بررسی در محل چگونه سرب پروسکایت کریستال فرم و چگونگی ساختار کریستال تحت تاثیر عملکرد سلول های خورشیدی. نتایج مطالعه منتشر شده در مجله Advanced Functional Materials در 31 مارس.

سلول های فتوولتائیک که بر اساس ترکیبی perovskites برای اولین بار معرفی شد و در سال 2009 به سرعت در حال تبدیل شد و تقریبا به عنوان کارآمد به عنوان استاندارد سلول های خورشیدی سیلیکونی. این مواد را بسیار متمایز کریستال ساختار شناخته شده به عنوان ساختار پروسکایت. در یک آرمانی مکعب واحد همراه آنيون شکل یک جسم هشت سطحی در اطراف یک کاتیون مرکزی در حالی که گوشه های مکعب اشغال شده توسط دیگر بزرگتر کاتیونهای. مختلف یون می تواند مورد استفاده برای ایجاد مختلف perovskites.

چرخش پوشش

بهترین نتایج را در سلول های خورشیدی شده اند به دست آمده با استفاده از perovskites با سرب به عنوان مرکزی کاتیون. به عنوان این فلز سمی است قلع جایگزین مبتنی بر توسعه داده شده است برای مثال formamidinium قلع یدید (FASnI3). این امیدوار کننده مواد; اما آن را فاقد ثبات برخی از سرب-بر اساس مواد. تلاش شده است به مخلوط 3D FASnI3 کریستال با, لایه, مواد, حاوی کاتیون آلی phenylethylammonium (نخود). ‘من همکار پروفسور ماریا Loi و تیم تحقیقاتی نشان داد که اضافه کردن مقدار کمی از این نخود تولید با ثبات تر و کارآمد مواد’ می گوید استاديار جوزپه Portale. ‘اما اضافه کردن مقدار زیادی از آن را کاهش می دهد فتوولتائیک بهره وری است.’

این است که در آن Portale می آید. Perovskites بررسی شده است برای مدت زمان طولانی توسط استاد Photophysics های نوری و ماریا Loi در حالی که Portale توسعه پراش پرتو-X روش است که اجازه می دهد تا او را به مطالعه سریع تشکیل نازک فیلم در زمان واقعی در طول spin-coating از راه حل است. در یک آزمایشگاه در مقیاس های پروسکایت فیلم به طور کلی ساخته شده توسط چرخش پوشش یک فرایند که در آن یک پیشرو راه حل تحویل داده شده است بر روی یک سرعت چرخش بستر. کریستال رشد به عنوان حلال تبخیر می شود. در beamline BM26B-DUBBLE در اروپا Synchrotron Radiation تسهیلات (ESRF) در گرنوبل فرانسه Portale بررسی آنچه اتفاق می افتد در طول قلع-پروسکایت فیلم سازند.

رابط

‘ایده اولیه ما این بود که بر اساس ex situ تحقیقات بود که گرا کریستال رشد از سطح بستر به سمت بالا’ Portale توضیح می دهد. اما درجا نتایج نشان داد مخالف: کریستال شروع به رشد در هوا/راه حل رابط. در طول آزمایش های خود را, او با استفاده از 3D FASnI3 با افزودن مقادیر مختلف 2D PEASnI4. در خالص 3D پروسکایت کریستال شروع به شکل در سطح بلکه در بخش عمده ای از راه حل است. اما با اضافه کردن مقدار کمی از 2D مواد سرکوب فله تبلور و کریستال تنها رشد از رابط.

‘نخود مولکول نقش فعال در پیشرو حل perovskites ثبات رشد گرا 3D مانند کریستال از طریق هماهنگی در کریستال لبه. علاوه بر این, نخود مولکول های جلوگیری از nucleation در فله فاز بنابراین رشد بلور تنها طول می کشد محل در هوا/حلال رابط,’ Portale توضیح می دهد. در نتیجه فیلم تشکیل شده از تراز 3D مانند پروسکایت کریستال و یک مقدار حداقل از 2D-مانند پروسکایت واقع در پایین فیلم است. علاوه بر این از غلظت پايين 2D مواد تولید پایدار و کارآمد مواد فتوولتائیک در حالی که بهره وری بطور چشمگیری کاهش در غلظت های بالا از این 2D مواد.

عایق

این آزمایش توسط Portale و Loi می تواند توضیح این مشاهدات: ‘2D-مانند پروسکایت واقع شده است و در بستر/فیلم و رابط. افزایش محتوای 2D مواد به بالاتر از یک مقدار مشخصی باعث شکل گیری تمدید 2D-آلی لایه است که عمل به عنوان یک عایق با اثر مضر برای دستگاه های بهره وری.’ نتیجه این مطالعه این است که شکل گیری این لایه عایق باید مانع برای رسیدن به یک بسیار کارآمد و پایدار قلع-بر اساس پروسکایت. ‘گام بعدی این است که برای تحقق بخشیدن به این, به عنوان مثال با بازی کردن با حلال های متوسط و یا خاص پروسکایت/بستر تعاملات است که می تواند شکستن شکل گیری این ضخامت لایه عایق.’

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه گرونینگن. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>