출처 : scitechdaily.com
라이스 대학교 재료 과학자들은 무기 성분을 사용하여 결함을 제한하고 효율성을 유지합니다.
라이스 대학교 과학자들은 페 로브 스카이 트 기반 태양 전지가 주류 사용을 막는 데있어 주요 장애물을 극복했다고 믿고있다.
라이스 대학 박사 후 연구원 인 Jia Liang은 모든 무기 재료로 개발 된 페 로브 스카이 트 태양 전지를 보유하고 있습니다. 유기 성분을 제거하여 전지의 결함을 제어하면 전력 변환 효율을 유지하면서보다 견고하게 만들 수 있습니다. 크레딧 : Jeff Fitlow / Rice University
페 로브 스카이 트의 납을 대체하기 위해 인듐 원소를 전략적으로 사용함으로써 라이스 재료 과학자 Jun Lou와 브라운 스쿨 (Brown School of Engineering)의 동료 인 이들은 태양 전지 효율의 중요한 특성 인 화합물의 밴드 갭에 영향을 미칩니다.
부수적으로 실험실의 새로 공식화 된 전지는 야외에서 만들 수 있으며 12 %보다 약간 높은 태양 변환 효율로 며칠이 아닌 몇 달 동안 지속될 수 있습니다.
Rice 팀의 결과는 2019 년 11 월 4 일 어드밴스드 머티리얼에 발표되었습니다.
페 로브 스카이 트는 효율적인 광 수확기 인 것으로 알려진 큐브 형 격자를 갖는 결정이지만, 재료는 빛, 습도 및 열에 의해 응력을받는 경향이있다.
루는 라이스 페 로브 스카이 트가 아니라고 말했다.
"우리의 관점에서 볼 때 이것은 새로운 것이며 이것이 중요한 혁신을 의미한다고 생각합니다." “이것은 사람들이 10 년 동안 이야기해온 기존의 주류 페 로브 스카이 트와는 다릅니다. 지금까지 기록 된 최고의 효율 인 약 25 %의 무기-유기 하이브리드입니다. 그러나 이러한 유형의 재료의 문제점은 불안정성입니다.
Lou는“엔지니어들은 귀중하고 민감한 물질을 환경으로부터 보호하기 위해 캡핑 층과 물건을 개발하고 있습니다. “그러나 본질적으로 불안정한 재료 자체와는 차이를 만들기가 어렵습니다. 그렇기 때문에 우리는 다른 일을 시작했습니다.”
전자 현미경 이미지는 라이스 대학교에서 개발 된 올 무기 페 로브 스카이 트 태양 전지의 단면을 보여줍니다. 위에서부터, 층은 탄소 전극, 페 로브 스카이 트, 산화 티타늄, 불소-도핑 된 산화 주석 및 유리이다. 스케일 바는 500 나노 미터와 같습니다. 크레딧 : Lou Group / Rice University
라이스 박사후 연구원 및 수석 저자 인 지아 리앙 (Jia Liang)과 그의 팀은 결함으로 인해 빠르게 실패하는 세포 인 무기 세슘, 납 및 요오드화 물의 페 로브 스카이 트 태양 전지를 구축하고 테스트했습니다. 그러나 브롬과 인듐을 첨가함으로써 연구원들은 재료의 결함을 제거하여 효율을 12 % 이상으로 높이고 전압을 1.20 볼트로 올릴 수있었습니다.
보너스로, 재료는 매우 안정적인 것으로 판명되었습니다. 세포는 휴스턴의 높은 습도에 견딜 수있는 주위 조건에서 제조되었고, 캡슐화 된 세포는 2 개월 이상 공기 중에서 안정하게 유지되었으며, 평상 세슘-납-요오다 이드 세포가 지속 된 며칠보다 훨씬 우수 하였다.
개략도는 Rice University의 재료 과학자들이 개발 한 올 무기 페 로브 스카이 트 태양 전지를 보여줍니다. 크레딧 : Lou Group / Rice University
Liang은“이 물질의 최고 효율은 약 20 % 일 수 있으며,이를 달성 할 수 있다면 상용 제품이 될 수있다”고 말했다. “합성 비용이 저렴하고 솔루션 기반이며 확장이 용이하기 때문에 실리콘 기반 태양 전지보다 장점이 있습니다. 기본적으로, 그냥 기판에 뿌려서 말리면 태양 전지가 있습니다.”
참조 : Jia Liang, Xiao Han, Yang JiHui Yang, Boyu Zhang, Qiyi Fang, Jing Zhang, Qing Ai, Meredith M. Ogle, Tanguy Terlier의“결함 엔지니어링 기반 고효율 모든 무기 페 로브 스카이 트 태양 전지” Angel A. Martí 및 Jun Lou, 2019 년 11 월 4 일, Advanced Materials .
DOI : 10.1002 / adma.201903448
논문의 공동 저자는 중국 북서 폴리 테크니컬 대학의 Xiao Han입니다. 상하이 푸단대 학교 양지 후이; 라이스 대학원생 Boyu Zhang, Qiyi Fang, Meredith Ogle, 박사 후 연구원 Jing Zhang, 학술 방문자 Qing Ai, 연구 전문가 Tanguy Terlier 및 Angel Martí, 화학 부교수, 생명 공학 및 재료 과학 및 나노 공학. Lou는 재료 과학 및 나노 엔지니어링 및 화학 교수입니다.
나노 기술, 웰치 재단, 중국 장학금 협의회 및 국립 과학 재단의 Peter M.과 Ruth L. Nicholas 박사후 연구원은이 연구를 지원했습니다.
