Röntgenstrahlen enthüllen in situ Kristallwachstum von bleifreien Perowskit-Solarpaneelmaterialien

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Perowskite auf Bleibasis sind sehr vielversprechende Materialien für die Herstellung von Solarpaneelen.

Sie wandeln Licht effizient in Elektrizität um, aber sie haben auch einige große Nachteile: Die effizientesten Materialien sind nicht sehr stabil, während Blei ein giftiges Element ist.

Wissenschaftler der Universität Groningen untersuchen Alternativen zu bleihaltigen Perowskiten.

Zwei Faktoren, die den Wirkungsgrad dieser Solarzellen erheblich beeinflussen, sind die Fähigkeit, dünne Schichten zu bilden, und die Struktur der Materialien in den Solarzellen.

Daher ist es sehr wichtig, in situ zu untersuchen, wie sich bleifreie Perowskitkristalle bilden und wie die Kristallstruktur die Funktion der Solarzellen beeinflusst.

Die Ergebnisse der Studie wurden am 31.

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März in der Zeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht.Photovoltaik-Zellen, die auf hybriden Perowskiten basieren, wurden erstmals 2009 eingeführt und wurden schnell fast so effizient wie Standard-Silizium-Solarzellen.

Diese Materialien haben eine sehr ausgeprägte Kristallstruktur, die als Perowskitstruktur bekannt ist.

In einer idealisierten kubischen Einheitszelle bilden Anionen ein Oktaeder um ein zentrales Kation, während die Ecken des Würfels von anderen, größeren Kationen besetzt sind.

Verschiedene Ionen können zur Erzeugung verschiedener Perowskite verwendet werden.

Spin-BeschichtungDie besten Ergebnisse bei Solarzellen wurden mit Perowskiten mit Blei als Zentralkation erzielt.

Da dieses Metall giftig ist, wurden Alternativen auf Zinnbasis entwickelt, z.B.

Formamidinium-Zinn-Jodid (FASnI3).

Dies ist ein vielversprechendes Material; allerdings fehlt ihm die Stabilität einiger bleihaltiger Materialien.

Es wurde versucht, die 3-D-FASnI3-Kristalle mit Schichtmaterialien zu mischen, die das organische Kation Phenylethylammonium (PEA) enthalten.

Meine Kollegin, Professor Maria Loi, und ihr Forschungsteam haben gezeigt, dass die Zugabe einer kleinen Menge dieser PEA ein stabileres und effizienteres Material ergibt”, sagt Assistenzprofessor Giuseppe Portale.

Wenn man jedoch viel davon hinzufügt, verringert sich die photovoltaische….

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