Kako izboljšati učinkovitost proizvodnje sončne energije?

Pomanjkanje energije in onesnaževanje okolja sta glavna problema, s katerimi se sooča trajnostni gospodarski razvoj moje države. Uporaba sončne energije naj bi spremenila energetsko strukturo moje države in v osnovi rešila okoljske probleme, s ki jih sooča moja država. Kako izboljšati "delovno učinkovitost" takšnih perovskite sončnih celic, pa je pogost glavobol za znanstvene raziskovalce.

Pred kratkim je ekipa profesorja Qina Tianshija z Naprednega inštituta za raziskovanje materialov Univerze za tehnologijo Nanjing pred kratkim uporabila material anion-cation para za popravilo dveh "lukenj" perovskite "kristalne stavbe". Pomanjkljiva pasivnost, spreminjanje kemijskih lastnosti, da bi dosegli tako učinkovitost kot stabilnost, so bili ustrezni rezultati raziskav nedavno objavljeni v "Snovi".

"V okviru nevtralizacije ogljika in ogljičnega vrhova se je pojavila nova vrsta sončnih celic Perovskite, izboljšanje okoljske stabilnosti perovskite materialov in celic pa je ključnega pomena za komercializacijo perovskite sončnih celic." Qin Tianshi je predstavil, da imajo sončne celice Perovskite visoko učinkovitost pretvorbe moči, kar je primerljivo s trenutnimi komercialnimi silicijevimi sončnimi celicami, vendar je zaradi preprostega, ekonomičnijega in okolju prijaznejšega proizvodnega procesa postala "draga" znanstvenikov po vsem svetu. Pričakuje se, da bo prispeval k uresničevanju cilja z dvojnim ogljikom. Glavobol za raziskovalce je, da so trenutne sončne celice Perovskite še vedno zelo občutljive na vlažnost, temperaturo, svetlobo in druga okolja. Ko so sončne celice Perovskite izpostavljene tem okoljom, so izpostavljene razgradnjam in imajo izjemne težave, kot je na primer revna stabilnost.

Trenutno se raziskovalno delo na trgu osredotoča predvsem na reševanje enostranskih problemov za izboljšanje učinkovitosti in stabilnosti sončnih celic. Običajno je optimizirana le ena komponenta perovskite materiala, ali pa se optimizacija enega kemičnega okolja uporablja za doseganje učinkovitosti in stabilnosti. Sinhronizirano povečanje spola. Wang Aifei, so-prvi avtor in pridruženi raziskovalec časopisa, je dejal: "Ta rezultat raziskave naše ekipe uporablja sinergistični učinek dodajanja anion in kcation parov za pasivnost napak perovskite materialov v številnih vidikih in vseh smereh, in spremeniti kemijske lastnosti za doseganje najboljše od obeh svetov v učinkovitosti in stabilnosti."

"Perovskite materiali, kot naša skupna sol, so nekakšen kristal, sestavljen iz anionov in kcationov." Qin Tianshi se je živo predstavil. V mikroskopski svetu je v tej "kristalni stavbi" veliko okvarjenih lukenj, ki bodo zunanji vodni hlapi omogočili vstop v stavbo skozi luknje. S stalnim povečanjem skladiščenja vode se bo stavba sčasoma zrušila. Z makroskopskega vidika se ta perovskite kristal razgradi in uniči. Znanstveniki so razvili različne materiale za popravilo napak stavbe in zaščito pred zunanjo vodno hlapi. Tako kot anioni in kjati tvorijo kristale skupaj, ima perovskite »kristalna zgradba« tudi dve »luknji«, anionske napake in kaciozne napake. Prejšnje delo mednarodnih kolegov je popravilo le eno vrsto luknje. Z uporabo materiala anion-kacijskega para se istočasno popravita dve »luknji« perovskite »kristalne stavbe«. Posledične sončne celice Perovskite so v primerjavi s predhodno prijavljenimi zelo izboljšale učinkovitost in stabilnost.

Doktorat Wang Jungan je dejal: "Rezultati te raziskave lahko dosežejo fotoelektrično pretvorbo učinkovitost več kot 23% pod standardno sončno svetlobo, ki je zelo blizu ali celo presega učinkovitost trenutnih komercialnih silicon sončnih celic. Obenem sinergija anionov in kcationov gradi dve vodoodporni izolacijski plasti, lahko učinkovito izboljša stabilnost perovskite sončnih celic, s čimer se podaljša čas delovanja celic in doseganje okoljske stabilnosti za več kot 1.000 ur pod neprekinjeno svetlobo."

"S to raziskavo ena strategija rešuje točke bolečine več perovskite sončnih celic hkrati, hkrati pa povečuje zaupanje v poskus izdelave večjih sončnih celic in se pripravlja na komercializacijo perovskite sončnih celic." Komentiral profesor Qin Tianshi road.

Poroča se, da je bilo to delo podprto s splošnim projektom Nacionalne naravoslovne fundacije Kitajske in splošnim projektom Naravoslovne fundacije province Jiangsu.