HZB pracuje na stabilných perovskitových solárnych článkoch bez obsahu olova; pv časopis Nemecko

Medzinárodný výskumný tím na čele s vedcom z Helmholtzovho centra v Berlíne pre materiály a energiu používa pre perovskitové vrstvy namiesto toxického olova cín. Organické zlúčeniny chránia cín pred oxidáciou a zaisťujú stabilitu.

stabilných

Obrázok ukazuje zmeny v štruktúre fólií FASnI3: PEACl počas spracovania pri rôznych teplotách.

Grafika: Meng Li/HZB

rozdeliť

Bezolovnatý solárny článok založený na perovskite, ktorý ponúka stabilný výkon po dlhú dobu - to je cieľ medzinárodnej spolupráce, ktorú vedú Antonio Abate z Helmholtzovho centra pre materiály a energiu v Berlíne (HZB) a Zhao-Kui Wang z Inštitútu pre funkčné nanomateriály. - a mäkké materiály (FUNSOM) z čínskej univerzity Soochow. Pretože v súčasnosti vysoko výkonné perovskitové solárne články stále obsahujú toxický ťažký kov - bez olova sa dosahuje iba nízka úroveň účinnosti, ktorá tiež rýchlo klesá. Ako prvý výsledok výskumnej spolupráce HZB teraz oznamuje, že stabilné vrstvy perovskitu je možné vyrobiť aj namiesto cínu pomocou cínu. Organické zlúčeniny chránia cín pred oxidáciou a zaisťujú stabilitu.

Podľa HZB bol už cín najlepšou alternatívou olova v halogenidových perovskitoch. Teoreticky by halogenidové perovskity s cínom namiesto olova mali mať vynikajúce optické vlastnosti, ale v praxi sú ich účinnosti priemerné a rýchlo klesajú v dôsledku reakcií cínových katiónov s okolitým kyslíkom. Vedecký tím teraz vložil do materiálu organické skupiny, čím vytvoril dvojrozmernú štruktúru, ktorá vedie k takzvaným 2D Ruddlesden Popperovým fázam. „Používame fenyletylamóniumchlorid (PEACl) ako prísadu do perovskitových vrstiev," vysvetľuje prvá autorka Meng Li. Li je postdoktorátom v skupine Abate a úzko spolupracuje s čínskymi partnermi. Li pokračuje: „Potom vykonáme tepelné ošetrenie, zatiaľ čo molekuly PEACl migrujú do perovskitovej vrstvy. To vedie k vertikálne usporiadaným vrstvám dvojrozmerných kryštálov perovskitu. “

V šanghajskom synchrotrónovom žiarení (SSRF) sa po rôznych úpravách žíhaním analyzovala morfológia a vlastnosti kryštálov perovskitových filmov. Podľa Lau HZB dosiahli najlepšie z týchto bezolovnatých perovskitových solárnych článkov účinnosť 9,1 percenta a vysoké hodnoty stability ako za denného svetla, tak za tmy. Molekuly PEACl sa hromadia medzi kryštalickými vrstvami perovskitu v dôsledku tepelného spracovania a vytvárajú bariéru, ktorá zabraňuje oxidácii cínových katiónov. Antonio Abate z HZB je preto presvedčený, že práca výskumného tímu pripraví pôdu pre efektívnejšie a stabilnejšie bezolovnaté solárne články s perovskitom.