De Zonnecellen tandem perovskiet/organisch Ze vertegenwoordigen een van de meest veelbelovende oplossingen in het panorama van zonne -energie, dankzij de mogelijkheid om te verkrijgen Hoog rendement tegen lagere kosten Vergeleken met siliciumcellen. Het gebruik van brede band perovskiti wijd – fundamenteel voor het absorberen van hoog energielampje – houdt echter in Stabiliteitskriticiteitsreeks. Onder deze is de slechte kwaliteit van het lagere contact tussen lagen een van de belangrijkste obstakels, waardoor structurele defecten en afbraak van het apparaat worden veroorzaakt.
Een team van onderzoekers van de Hong Kong Polytechnic University heeft een effectieve oplossing geïdentificeerd: het gebruik van Quantic -punten verrijkt met magnesiumgebruikt om de interface tussen het substraat en de film actief in de zonnecel te verbeteren.
DE Quantic Pointsof kwantumstiphet zijn semi -hoducer nanodeeltjes die unieke elektronische en optische eigenschappen presenteren. In deze studie, gepubliceerd op Natuurergiede onderzoekers ontwikkelden nanodeeltjes van tinoxide aangepast door de gecontroleerde toevoeging van magnesium in een zure omgeving. Deze Quantic -punten verrijkt met magnesium Ze werden gebruikt als een lagere laag om de kwaliteit van de perovskiet CSPBI₂BR te verbeteren.
De verandering bracht talloze voordelen op: Meer uniforme kristallisatie,, Vermindering van defecten,, Beste energie -uitlijning En Grotere chemische stabiliteit. In het bijzonder heeft de zure aard van de nanodeeltjes zich verzet tegen de negatieve effecten van de alkalische versies van het tinoxide, traditioneel gebruikt in dit type apparaten.
De auteurs van de studie, waaronder Yu Han en Jiehao, onderstrepen hoe deze strategie het toelaat om de fysische en chemische eigenschappen van het materiaal in evenwicht te brengen, de structuur van de cel te stabiliseren en afbraak te voorkomen die worden veroorzaakt door diepe defecten en niet -ontworpen fase -overgangen.
Recordprestaties: 25,9% van de efficiëntie en verbeterde duur in complexe omgevingscondities
De onderzoekers testten deze innovatie door een zonnecel te bouwen op basis van grote band -band perovskiet CSPBI₂BR, die er een heeft bereikt Vermogensconversie -efficiëntie van 19,2% met een Open circuitspanning van 1,44 V. Maar het belangrijkste resultaat werd verkregen met de tandemversie: één Perovskiet/organische zonnecel die een efficiëntie heeft bereikt van 25,9%gecertificeerd voor 25,1%het behouden van prestaties in variabele omgevingscondities.
De analyse van het gedrag van de materialen werd uitgevoerd met hoog precisietools zoals zoals Tof-sims,, UV-zichtbare spectroscopie in realtime,, Scan Electronic Microscopy (SEM),, Fotoluminescent mapping (PL) En X -ray x -ray diffractie (giwaxs). De resultaten bevestigden een betere kristallisatie, een meer geordende structuur en een grotere weerstand tegen vocht en hoge temperaturen.
Deze technologie, gebaseerd op Quantic -punten verrijkt met magnesiumhet zou binnenkort kunnen worden uitgebreid tot andere soorten zonnecellen, waardoor nieuwe perspectieven worden geopend voor de grootschalige verspreiding van efficiëntere, langlopende en toegankelijke fotovoltaïsche apparaten.
Tandemcellen in de wereld
Innovaties op Zonnecellen tandem perovskiet/organisch Ze passen in een voortdurend evoluerend wereldwijd panorama. In China bijvoorbeeld dePolytechnic University van het noordwesten van Xi’an heeft een semi-transparante vier-termijn terminal semi-transparante cel tandem ontwikkeld, uitgerust met een beschermende laag in Indio -oxide (in₂o₃). Dit materiaal verbetert niet alleen de efficiëntie, maar ook de duurzaamheid van het productieproces, dankzij een methode van economische depositie en zonder oplosmiddelen.
In Taiwan, het prestigieuze instituut Academia sinica onlangs een efficiëntie van de 31,5% Met een tandem perovskiet-silicium-two-term cellen. De onderzoekers werken al aan een nieuwe generatie apparaten, gericht op Grootschalige productie, toename van het actieve oppervlak en verbetering van de operationele stabiliteit.
Op industrieel niveau, de Chinezen Longi houdt momenteel de Wereldwijd efficiëntie record voor cellen perovskiet-siliciomet een ongelooflijke 34,6% bereikte in 2023. De Kaust In Saoedi -Arabië volgt hij met een apparaat van 33,7%.
Volgens experts van de Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) In Duitsland zou de theoretische limiet voor deze technologie kunnen overschrijden dan 39,5% efficiëntiemaar om het te bereiken is het nodig om enkele belangrijke materialen te heroverwegen, zoals de Fullerene (C60) voor het transport van elektronen of vervang deIndio-stagno-oxide (ITO) Om de transparantie van de cellen te vergroten.
