علمیعلوم پایه و مهندسی

سلول های خورشیدی ساخته شده از پروسکایت های دو بعدی RP

در سال های اخیر ، محققان در سراسر جهان در تلاش برای تولید سلول های خورشیدی و سایر فن آوری هایی که بتواند از طریق منابع تجدید پذیر انرژی الکتریکی تولید کنند. سلولهای خورشیدی را می توان با استفاده از مواد مختلف از جمله سیلیسیم ، مس یا نیمه هادی های دیگر ساخت. حال محققان بر این باورند که می توانند این سلول ها را از پروسکایت های دو بعدی RP بسازند.

در ادامه با نبض دیجیتال همراه شوید.

 

پروسکایت یا اکسید تیتانیوم کلسیم، مواد معدنی ای هستند که می توان از گوشته زمین در مناطق خاص جغرافیایی استخراج کرد. پروسکایت های دو بعدی RP یا 2D Ruddlesden-Popper دارای ساختاری منحصر به فردی هستند که می توانند ثبات محیطی و خصوصیات اپتوالکترونیکی دستگاه را افزایش دهند.

به طور کلی ، پروسکایت های دو بعدی RP دارای چندین چاه کوانتومی (QW) با توزیع عرض چاه تصادفی هستند که می تواند ثبات ترمودینامیکی محلول های پروسکایت را مختل کند. QW لایه های نازکی است که ذرات را در ابعاد عمود بر سطح لایه در یک دستگاه محدود می کند، این کار بدون محدودیت  حرکت در سایر ابعاد انجام می شود.

محققان دانشگاه نانجینگ چین اخیراً سلولهای خورشیدی را با استفاده از پروسکایت لایه ای دو بعدی RP با QW ثابت ایجاد کرده اند. این سلولهای خورشیدی ، ارائه شده در مقاله Nature Energy ، می توانند به بازده قابل توجهی در تبدیل انرژی دست یابد.

محققان در مقاله خود نوشتند: ما QW های خالص را با وارد کردن اسپیسر نمک مذاب n-بوتیل آمین ، به جای هالید اسپیسر سنتی n-بوتیلامین ، ایجاد کردیم. با توجه به هماهنگی قوی یونی بین استات n-بوتیل آمین و چارچوب پروسکایت، می توان یک QW یکنواخت را تشکیل داد.

تفاوت اصلی بین سلولهای خورشیدی طراحی شده توسط این تیم از محققان و سایر سلولهای مشابه ساخته شده در گذشته ، اجرای لایه ای نمک ذوب کننده استات n-بوتیل آمین به جای هالید اسپیسر سنتی n-بوتیلامین است.

در یک سری آزمایشات اولیه ، محققان دریافتند که سلولهای خورشیدی ایجاد شده دارای بازدهی تبدیل انرژی 16.25 درصد و ولتاژ 1.31 ولت است. علاوه بر این ، آنها سلولهای خورشیدی را در سه سناریو زیر ارزیابی کردند.

  • پس از نگهداری در محیطی با رطوبت 10 ± 65٪ به مدت 4680 ساعت
  • پس از کار در دمای 85 درجه سانتیگراد به مدت 558 ساعت
  • قرارگرفتن در نور مداوم برای مدت 1100 ساعت

در هر سه مورد ، کارایی سلول ها را کمتر از 10 درصد کاهش داد.

این نتایج نشان می دهند که محدودیت های QW در سلول های خورشیدی ساخته شده با پروسکایت RP با معرفی یک لایه جدا کننده نمک مذاب برطرف می شوند. در آینده ، طراحی منحصر به فرد سلول خورشیدی ارائه شده در این مقاله می تواند منجر به ایجاد صفحات خورشیدی با کارایی و پایداری بیشتر شود.

 

بیشتر بخوانید:

 

منبع
techxplore

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا