A HZB ólom nélküli stabil perovszkit napelemeken dolgozik; pv magazin Németország
Egy nemzetközi kutatócsoport, amelynek élén a berlini Helmholtz Center Anyag- és Energiaközpont tudósa áll, mérgező ólom helyett ónt használ a perovszkit rétegekben. A szerves vegyületek megvédik az ónt az oxidációtól és biztosítják a stabilitást.
Az ábra mutatja a FASnI3: PEACl filmek szerkezetének változását a különböző hőmérsékleteken történő kezelés során.
Grafika: Meng Li/HZB
feloszt
Ólommentes, perovszkit alapú napelem, amely hosszú időn keresztül stabil teljesítményt nyújt - ez a nemzetközi együttműködés célja Antonio Abate, a Berlini Helmholtz Anyag- és Energiaközpont (HZB) és Zhao-Kui Wang, a Funkcionális Nano Intézet vezetésével. - és puha anyagok (FUNSOM) a kínai Soochow Egyetemről. Mivel a nagy teljesítményű perovszkit napelemek jelenleg is tartalmazzák a mérgező nehézfémet - ólom nélkül csak alacsony hatékonyságot érnek el, ami szintén gyorsan csökken. A HZB most a kutatási együttműködés első eredményeként bejelenti, hogy stabil perovszkit rétegeket ón helyett ólom helyett is elő lehet állítani. A szerves vegyületek megvédik az ónt az oxidációtól és biztosítják a stabilitást.
A HZB szerint az ón már a legjobb alternatívát jelentette az ólom számára a halogenid perovszkitokban. Elméletileg az ólom helyett ón nélküli halogenid-perovszkitoknak kiváló optikai tulajdonságokkal kell rendelkezniük, de a gyakorlatban hatékonyságuk közepes és gyorsan csökken, mivel az ón-kationok reakcióba lépnek a környezet oxigénjével. A kutatócsoport most szerves csoportokat illesztett be az anyagba, ezáltal létrehozva egy kétdimenziós struktúrát, amely az úgynevezett 2D Ruddlesden Popper fázisokhoz vezet. "A fenil-etil-ammónium-kloridot (PEACl) adalékként használjuk a perovszkit rétegekhez." - magyarázza az első szerző, Meng Li. Li az Abate csoportjának posztdoktora, és szoros együttműködést szervezett a kínai partnerekkel. Li folytatja: „Ezután hőkezelést hajtunk végre, miközben a PEACl molekulák a perovszkit rétegbe vándorolnak. Ez kétdimenziós perovszkit kristályok függőlegesen rendezett halmazához vezet. "
A Shanghai Synchrotron Radiation Facility-ben (SSRF) a perovszkit filmek morfológiáját és kristály tulajdonságait elemezték, majd különböző hőkezelési kezelések után. A Lau HZB, ezek közül az ólommentes perovszkit napelemek közül a legjobb 9,1 százalékos hatékonyságot és magas stabilitási értékeket ért el nappal és sötétben egyaránt. Mivel a PEACl molekulák a hőkezelés során felhalmozódnak a kristályos perovszkit rétegek között, és olyan gátat képeznek, amely megakadályozza az ónkationok oxidációját. Antonio Abate, a HZB-től ezért meg van győződve arról, hogy a kutatócsoport munkája előkészíti az utat a hatékonyabb és stabilabb ólommentes perovszkit napelemek előtt.