Næste generations solceller drejer i ny retning:Phosphoren viser effektivitetsløfte

Et nanomateriale lavet af fosfor, kendt som phosphoren, er ved at forme sig som en vigtig ingrediens for mere bæredygtige og effektive næste generations perovskit solceller (PSC'er).

PSC'er, som er en af ​​de hurtigst udviklende nye solteknologier og kan opnå effektivitetsgevinster, der kan sammenlignes med mere almindeligt anvendte kommercielt tilgængelige siliciumsolceller.

For første gang, et internationalt hold af ren kemi-forskere ledet af professor Joseph Shapter og Flinders University, har lavet meget tynde phosphoren-nanoark til lavtemperatur-PSC'er ved hjælp af den hurtige forskydningsspænding fra universitetets revolutionære vortex fluidic device (VFD).

"Silicon er i øjeblikket standarden for tagsolenergi, og andre solpaneler, men de tager meget energi at producere dem. De er ikke så bæredygtige som disse nyere muligheder, " siger adjungeret professor Shapter, nu på University of Queensland.

"Fosforen er et spændende materiale, fordi det er en god leder, der vil absorbere synligt lys. Tidligere ville de fleste ikke-metalliske materialer have én egenskab, men ikke begge dele, " han siger.

"Vi har fundet en spændende ny måde at omdanne eksfolieret sort fosfor til fosfor, som kan hjælpe med at producere mere effektive og også potentielt billigere solceller, " siger Dr. Christopher Gibson, fra College of Science and Engineering ved Flinders University.

"Vores seneste eksperimenter har forbedret potentialet for phosphen i solceller, viser en ekstra effektivitet på 2%-3% i elproduktion."

Forskning i at lave højkvalitets 2-D-phosphoren i store mængder - sammen med andre fremtidige materialer såsom grafen - baner vejen for mere effektiv og bæredygtig produktion med brugen af ​​SA-fremstillet VFD, nær-infrarøde laserlysimpulser, og endda en mikrobølgeovn i industriel skala.

"Arbejdet med phosphoren er at udforske tilføjelsen af ​​forskellige atomer til matrixen, som viser meget lovende resultater i katalyse, især inden for vandspaltning for at producere brint og ilt, " siger professor Shapter.

Med evnen til kunstigt at producere perovskitstrukturer, kommerciel levedygtighed er på tærsklen og ikke for langt væk, når først cellerne med succes kan skaleres op. I mellemtiden fortsætter forskning rundt om i verden med at lede efter måder at forbedre og optimere perovskit-cellernes ydeevne.