स्रोत: scitechdaily.com
चावल विश्वविद्यालय सामग्री वैज्ञानिक दोष को सीमित करने, दक्षता बनाए रखने के लिए अकार्बनिक अवयवों का उपयोग करते हैं।
राइस विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों का मानना है कि वे मुख्यधारा के उपयोग को प्राप्त करने से एक बड़ी बाधा पारकोवसाइट-आधारित सौर कोशिकाओं को दूर कर रहे हैं।
राइस यूनिवर्सिटी के पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता जिया लियांग के पास सभी अकार्बनिक सामग्रियों के साथ विकसित सोलकोवेट सोलर सेल हैं। कार्बनिक घटकों को नष्ट करके कोशिकाओं में दोषों को नियंत्रित करना उनकी शक्ति रूपांतरण दक्षता को बनाए रखते हुए उन्हें और मजबूत बनाता है। साभार: जेफ फिट्लो / राइस यूनिवर्सिटी
तत्व इंडियम के रणनीतिक उपयोग के माध्यम से पेरोसाइट्स में कुछ की जगह लेने के लिए, ब्राउन स्कूल ऑफ़ इंजीनियरिंग में चावल सामग्री वैज्ञानिक जून लू और उनके सहयोगियों का कहना है कि वे बेहतर हैं कि सीज़ियम-लीड-आयोडाइड सौर कोशिकाओं में दोषों को इंजीनियर कर सकें कंपाउंड के बैंड गैप को प्रभावित करते हैं, सौर सेल दक्षता में एक महत्वपूर्ण संपत्ति।
एक साइड बेनिफिट के रूप में, लैब की नई तैयार कोशिकाओं को खुली हवा में बनाया जा सकता है और 12 दिनों से थोड़ा ऊपर सौर रूपांतरण दक्षता के साथ दिनों के बजाय महीनों तक रह सकता है।
राइस टीम के परिणाम कल, 4 नवंबर, 2019 को उन्नत सामग्री में प्रकाशित किए गए थे।
पर्कोवसाइट्स क्यूबेलिक लैटिस के साथ क्रिस्टल होते हैं जिन्हें कुशल प्रकाश हार्वेस्टर के रूप में जाना जाता है, लेकिन सामग्री को प्रकाश, आर्द्रता और गर्मी से तनाव होता है।
नॉट द राइस पर्कोवसाइट्स, लू ने कहा।
"हमारे दृष्टिकोण से, यह कुछ नया है और मुझे लगता है कि यह एक महत्वपूर्ण सफलता का प्रतिनिधित्व करता है," उन्होंने कहा। "यह पारंपरिक, मुख्य धारा के perovskites से अलग है लोग 10 साल से बात कर रहे हैं - अकार्बनिक-कार्बनिक संकर जो आपको अब तक रिकॉर्ड की गई उच्चतम दक्षता देते हैं, लगभग 25%। लेकिन उस प्रकार की सामग्री के साथ मुद्दा इसकी अस्थिरता है।
"इंजीनियरों ने पर्यावरण से उन कीमती, संवेदनशील सामग्रियों की रक्षा के लिए कैपिंग परतों और चीजों को विकसित किया है," लू ने कहा। “लेकिन आंतरिक रूप से अस्थिर सामग्रियों के साथ खुद को अंतर करना मुश्किल है। इसलिए हम कुछ अलग करने के लिए तैयार हैं। ”
एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवि चावल विश्वविद्यालय में विकसित सभी-अकार्बनिक perovskite सौर सेल के एक क्रॉस-सेक्शन को दिखाती है। ऊपर से, परतें एक कार्बन इलेक्ट्रोड, पेरोसाइट, टाइटेनियम ऑक्साइड, फ्लोरीन-डोपेड टिन ऑक्साइड और ग्लास हैं। स्केल बार 500 नैनोमीटर के बराबर होता है। साभार: लो ग्रुप / राइस यूनिवर्सिटी
राइस पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता और प्रमुख लेखक जिया लियांग और उनकी टीम ने अकार्बनिक सीज़ियम, लेड, और आयोडाइड की पर्कोव्इट सौर कोशिकाओं का निर्माण और परीक्षण किया, जो बहुत ही कोशिकाएँ दोष के कारण जल्दी विफल हो जाती हैं। लेकिन ब्रोमीन और इंडियम को जोड़कर, शोधकर्ताओं ने सामग्री में दोषों को कम करने में सक्षम थे, 12% से ऊपर की दक्षता और 1.20 वोल्ट तक की वोल्टेज बढ़ा दी।
एक बोनस के रूप में, सामग्री असाधारण रूप से स्थिर साबित हुई। कोशिकाओं को परिवेश की स्थिति में तैयार किया गया था, जो ह्यूस्टन की उच्च आर्द्रता तक खड़ी थी, और दो महीने से अधिक समय तक एन्कैप्सुलेटेड कोशिकाएं हवा में स्थिर रहीं, कुछ दिनों की तुलना में बेहतर है कि सादे सीज़ियम-लीड-आयोडाइड कोशिकाएं चली गईं।
एक योजनाबद्ध दृश्य चावल विश्वविद्यालय में सामग्री वैज्ञानिकों द्वारा विकसित एक अखिल-अकार्बनिक perovskite सौर सेल को दर्शाता है। साभार: लो ग्रुप / राइस यूनिवर्सिटी
"इस सामग्री के लिए उच्चतम दक्षता लगभग 20% हो सकती है, और अगर हम वहां पहुंच सकते हैं, तो यह एक वाणिज्यिक उत्पाद हो सकता है," लियांग ने कहा। “यह सिलिकॉन आधारित सौर कोशिकाओं पर फायदे हैं क्योंकि संश्लेषण बहुत सस्ता है, यह समाधान-आधारित है और बड़े पैमाने पर आसान है। असल में, आप इसे एक सब्सट्रेट पर फैलाते हैं, इसे सूखने देते हैं, और आपके पास अपना सौर सेल है। "
संदर्भ: जिया लियांग, जिओ हान, जी i हुई यांग, बोयु झांग, क्यूई फांग, जिंग झांग, किंग एई, मेरेडिथ एम। ओगल, टैंगी टेरियोरल एंजेल ए। मार्टी और जून लो, 4 नवंबर 2019, उन्नत सामग्री ।
DOI: 10.1002 / adma.201903448
कागज के सह-लेखक नॉर्थवेस्टर्न पॉलिटेक्निकल यूनिवर्सिटी, चीन के जिओ हान हैं; फुदान विश्वविद्यालय, शंघाई के जी-हुई यांग; और राइस स्नातक के छात्र बोयू झांग, क्यूई फांग, मेरेडिथ ओगल, पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता जिंग झांग, अकादमिक आगंतुक किंग एआई, अनुसंधान विशेषज्ञ टंगू टेरिएल और एंजेल मार्टी, रसायन विज्ञान के एक सहयोगी प्रोफेसर, बायोइंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान और नैनोइंजीनियरिंग के। लो मटेरियल साइंस और नैनोइंजीनियरिंग और केमिस्ट्री के प्रोफेसर हैं।
पीटर एम और रूथ एल निकोलस पोस्टडॉक्टोरल फेलोशिप इन नैनो टेक्नोलॉजी, वेल्च फाउंडेशन, चाइना स्कॉलरशिप काउंसिल और नेशनल साइंस फाउंडेशन ने शोध का समर्थन किया।
