ALTIN 499,21
DOLAR 8,8689
EURO 10,4740
BIST 1.385
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Az Bulutlu

Yüksek Verimli Perovskite Güneş Pillerinin Geleceği Biraz Daha Parlıyor

15.07.2021
72
Yüksek Verimli Perovskite Güneş Pillerinin Geleceği Biraz Daha Parlıyor

Araştırmacılar, FAPbI3’ün yüksek kaliteli bir versiyonunu oluşturmak için bir toz mühendisliği yöntemi kullandılar. İlk önce formamidinyum asetatı (FAAc) hidroiyodik asit (HI) ile karıştırdılar. Daha sonra PbI2 eklendi. Karışım daha sonra 90 santigrat dereceye ısıtıldı. Son adımda, kalan safsızlıklar veya reaksiyona girmemiş materyaller suda çözündürüldü ve süzüldü. Kredi bilgileri: OIST

Güneş ışığını elektriğe dönüştüren güneş pilleri, uzun süredir yenilenebilir enerji için küresel vizyonun bir parçası olmuştur. Bireysel hücreler çok küçük olsa da, modüllere yükseltildiğinde pilleri ve güç ışıklarını şarj etmek için kullanılabilirler. Yan yana döşenirlerse, bir gün binalar için birincil enerji kaynağı olabilirler. Ancak şu anda piyasada bulunan güneş pilleri, daha geleneksel güç kaynaklarıyla karşılaştırıldığında, üretimlerini pahalı hale getiren silikon kullanıyor.

İşte bu noktada bilim için nispeten yeni olan başka bir malzeme devreye giriyor – metal halid perovskit. Bir güneş pilinin merkezine yerleştirildiğinde, bu kristal yapı da ışığı elektriğe dönüştürür, ancak bu, silikondan çok daha düşük bir maliyetle gerçekleşir. Ayrıca, perovskit bazlı güneş pilleri hem sert hem de esnek alt tabakalar kullanılarak üretilebilir, böylece daha ucuz olmanın yanı sıra daha hafif ve esnek olabilirler. Ancak gerçek dünya potansiyeline sahip olmak için bu prototiplerin boyut, verimlilik ve kullanım ömrünün artması gerekiyor.

Şimdi, yayınlanan yeni bir çalışmada, Nano Enerji, Okinawa Bilim ve Teknoloji Yüksek Lisans Üniversitesi’nde (OIST) Profesör Yabing Qi liderliğindeki Enerji Malzemeleri ve Yüzey Bilimleri Birimi içindeki araştırmacılar, perovskitler için gerekli hammaddelerden birinin farklı bir şekilde yaratılmasının anahtarı olabileceğini gösterdiler. Bu hücrelerin başarısı.


OIST Enerji Malzemeleri ve Yüzey Bilimleri Birimi tarafından oluşturulan bir kavram kanıtı cihazı, bir lityum iyon pili şarj etmek için bir perovskite güneş modülü kullanır. Kredi bilgileri: OIST

Birimde Doktora Sonrası Araştırma Görevlisi olan baş yazarlardan biri olan Dr. Guoqing Tong, “Perovskitlerde, perovskitin emici katmanını oluşturan FAPbI3 adı verilen gerekli bir kristal toz var” dedi. “Daha önce, bu katman iki malzeme – PbI2 ve FAI – birleştirilerek üretildi. Gerçekleşen reaksiyon FAPbI3 üretir. Ancak bu yöntem mükemmel olmaktan uzaktır. Genellikle güneş pilinin verimliliğini engelleyebilecek orijinal malzemelerden birinin veya her ikisinin artıkları vardır.”

Bunu aşmak için araştırmacılar, daha kesin bir toz mühendisliği yöntemi kullanarak kristal tozu sentezlediler. Hala ham maddelerden biri olan PbI2’yi kullandılar, ancak diğer şeylerin yanı sıra, karışımı 90 santigrat dereceye kadar ısıtmayı ve kalanları dikkatlice çözüp filtrelemeyi içeren ekstra adımlar da içeriyorlardı. Bu, ortaya çıkan tozun yüksek kalitede ve yapısal olarak mükemmel olmasını sağladı.

Perovskite Güneş Pilleri ve Modüllerinin Değişen Boyutları

OIST Enerji Malzemeleri ve Yüzey Bilimleri Birimi, perovskit güneş pilleri ve değişen boyutlarda modüller ile çalışmaktadır. Kredi bilgileri: OIST

Bu yöntemin bir başka yararı, perovskitin stabilitesinin farklı sıcaklıklarda artmasıydı. Perovskite’nin emici tabakası orijinal reaksiyondan oluşturulduğunda, yüksek sıcaklıklarda stabildi. Bununla birlikte, oda sıcaklığında, ışığı emmek için ideal olmayan kahverengiden sarıya döndü. Sentezlenen versiyon, oda sıcaklığında bile kahverengiydi.

Geçmişte araştırmacılar, silikon bazlı güneş pilleriyle karşılaştırılabilir, %25’ten fazla verimliliğe sahip perovskit bazlı bir güneş pili yarattılar. Ancak, bu yeni güneş pillerini laboratuvarın ötesine taşımak için, boyut ve uzun vadeli istikrar açısından bir üst sınıf gereklidir.

Prof. Qi, “Lab ölçekli güneş pilleri çok küçük” dedi. “Her hücrenin boyutu sadece yaklaşık 0,1 cm’dir.2. Çoğu araştırmacı, oluşturmaları daha kolay olduğu için bunlara odaklanır. Ancak uygulamalar açısından çok daha büyük güneş modüllerine ihtiyacımız var. Güneş pillerinin ömrü de dikkat etmemiz gereken bir konudur. Daha önce %25 verim elde edilmiş olsa da kullanım ömrü en fazla birkaç bin saatti. Bundan sonra hücrenin verimliliği düşmeye başladı.”

Sentezlenen kristalin perovskite tozunu kullanan Dr. Tong, Doktora Sonrası Araştırma Görevlisi Dr. Dae-Yong Son ve Prof. Qi’nin Birimindeki diğer bilim adamları ile birlikte güneş pillerinde %23’ün üzerinde bir dönüşüm verimliliği elde etti, ancak kullanım ömrü 2000’den fazlaydı. saatler. 5x5cm2’lik güneş modüllerine kadar ölçeklendiklerinde, yine de %14’ün üzerinde verimlilik elde ettiler. Kavram kanıtı olarak, lityum iyon pili şarj etmek için perovskit güneş modülü kullanan bir cihaz ürettiler.

Bu sonuçlar, bir gün laboratuvar dışında kullanılabilecek verimli ve kararlı perovskite bazlı güneş pilleri ve modüllerine yönelik önemli bir adımı temsil ediyor. “Bir sonraki adımımız 15x15cm boyutlarında bir güneş modülü yapmak.2 ve %15’in üzerinde bir verimliliğe sahiptir” dedi. “Umarım bir gün güneş modüllerimizle OIST’te bir binaya güç sağlayabiliriz.”

Bu çalışma, OIST Teknoloji Geliştirme ve İnovasyon Merkezi’nin Kavram Kanıtı Programı tarafından desteklenmiştir.

Referans: Guoqing Tong, Dae-Yong Son, Luis K. Ono, Hyung-Been Kang, Sisi He, Longbin Qiu tarafından “2000 saatin üzerinde çalışma ömrüne sahip yüksek verimli formamidinyum bazlı perovskit güneş pilleri için toz mühendisliği ile kalıntı bileşimlerin çıkarılması” , Hui Zhang, Yuqiang Liu, Jeremy Hieulle ve Yabing Qi, 13 Mayıs 2021, Nano Enerji.
DOI: 10.1016 / j.nanoen.2021.106152

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.