שיפור הביצועים של תאים סולאריים בעזרת "שריון גרפן"

צוות חוקרים תכנן אלקטרודה חדשה שיכולה לשפר את היציבות של תאים סולאריים פרובסקיטיים (PSC), המועמד המבטיח ביותר לדור הבא של תאים סולאריים פוטו-וולטאיים בזכות עלותם הנמוכה ויעילות המרת האנרגיה הגבוהה .

הסיבה לכך היא שהחדרת שכבת הגנה בין האלקטרודה מבוססת המתכת לסרט הפרובסקייט יכולה למנוע השפלה הנגרמת ממתכת וכי הגרפן, כשכבה כזו, יכול לדכא ביעילות את התפשטות המתכות והיונים. הליד.

את פריצת הדרך הזו הובילו פרופסור הייזונג פארק וצוות המחקר שלו בבית הספר להנדסת אנרגיה וכימיה של UNIST. במסגרת עבודתם, צוות המחקר פיתח פלטפורמת אלקטרודות היברידיות המבוססות על רשת מתכת גמישה, בעזרת סרט פוליאמיד (CEP) המשובץ ברשת נחושת עם רדיד גרפן כשכבת מגן (GCEP), שהציגה. מוליכות חשמלית גבוהה, יציבות כימית מעולה ועמידות מכנית. ההתפתחות מדגימה את תפקידו הקריטי של הגרפן כשכבת מגן למניעת השפלה ודיפוזיציה מתכתית של ההלידים בין האלקטרודה לשכבת הפרובסקייט.

לגרפן מוליכות חשמלית גבוהה המאפשרת לאלקטרונים לנוע דרכה בקלות. עם זאת, האטימות המצוינת של הגרפן מונעת חדירה של אפילו המולקולה הקטנה ביותר.

גרפן יכול להוות מחסום דיפוזיה יעיל אם הוא משולב עם מבנים ננו-מתכתיים בעלי אי-חדירות מצוינת לפיזור מתכות ויוני הליד בממשק השכבה האלקטרודה / שכבת perovskite, איסוף טעינה טוב יותר דרך חללים ריקים של מבני ננו-מתכות, אובדן מינימלי של העברת אופטי כשכבת הגנה בגלל השקיפות האופטית הגבוהה, ושיפור העמידות המכנית של האלקטרודה ההיברידית.

החוקרים השתמשו באלקטרודה היברידית שקופה וגמישה זו כדי לייצר PSCs מתכתיים גמישים מבוססי TCE, והשגת יציבות כימית ומכנית טובה. מכשיר זה השיג PCE גבוה (16.4%), הדומה למקבילו המבוסס על TCE הנוקשה (17.5%). הם גם אימתו את תפקיד שכבת הגרפן להבטיח את היציבות הכימית של תאי השמש על ידי מניעה של התפלגות מתכות ויוני הליד. בנוסף, האלקטרודה של GCEP שיפרה את יכולת הצילום של ה- PSC על ידי חסימת אור אולטרה סגול (UV) ואור כמעט קרוב ל- UV. זה גם שמר על יותר מ 97.5% מהיעילות הראשונית גם לאחר 1,000 שעות. יתר על כן, לאחר 5,000 בדיקות כיפוף, הוא הראה עמידות מכנית מצוינת, כמו שמירה על 94% מהיעילות הראשונית,ולכן זה היה תקף למכשירי השימוש של הדור הבא.

עבודה זו מדגימה כי הכנסת שכבת מגן בין האלקטרודה מבוססת המתכת לסרט הפרובסקייט עשויה למנוע השפלה הנגרמת ממתכת וכי הגרפן, כשכבה כזו, יכול לדכא ביעילות את התפשטות המתכות ויוני ההליד. .

גיוג'ונג ג'ונג (תכנית משולבת של MS / Ph.D. להנדסה אנרגית וכימית, UNISt), המחבר הראשון של המחקר.

השיטה החדשה שיפרה משמעותית הן את היעילות והן את היציבות של PSCs. עבודה זו מספקת אסטרטגיה יעילה לעיצוב פלטפורמות TCE חזקות מכנית וכימית, נטולי ITO וסיוע מתכתיים ב- PSC.

פארק הייזונג

מידע נוסף: pubs.acs.org

דרך www.techexplorist.com

מומלץ

מאפיינים, יתרונות ושימושים של חומץ תפוחים
אבוקדו: איך לשתול את בורו?
מאפיינים, יתרונות ושימושים של עלי דפנה