Tilføjelse af guanidiniumthiocyanat til blandede tin-bly perovskiter for at forbedre solcelleeffektiviteten

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i USA har fundet en måde at forbedre effektiviteten af ​​perovskit-baserede solceller - ved at tilføje guanidiniumthiocyanat til blandingen. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres arbejde med perovskit-baserede solceller, og hvor godt de fungerede.

I det meste af sin historie, silicium har været det valgte materiale ved fremstilling af solceller - intet andet materiale var så effektivt eller kunne producere så længe. Men i de senere år, kemikere har arbejdet med forskellige materialer, der er kommet tættere på. Et sådant lovende materiale er krystallinsk perovskit. Det er generelt lavet af bly, brom, jod og andre grundstoffer. I øjeblikket, solceller lavet med perovskit har to fordele i forhold til traditionelle siliciumceller. De er billigere at lave, og de er bedre til at absorbere blå fotoner med høj energi. Den anden funktion har fået solcelleproducenter til at gifte de to typer celler sammen for at skabe tandem silicium/perovskit-celler, der giver de bedste fordele ved begge. Men solcelleproducenter tror stadig, at til sidst, perovskit-baserede celler kan erstatte siliciumceller helt på et tidspunkt, resulterer i en nedbringelse af produktionsomkostningerne. I denne nye indsats, forskerne hævder at have fundet en måde at komme tæt på.

Tidligere forskning havde vist, at tilsætning af tin til blandingen, når man fremstillede perovskiter, resulterede i at gøre dem mere effektive - næsten lige så effektive som siliciumbaserede celler. Men tin nedbrydes, når det udsættes for ilt. For at forhindre det i at ske, holdet i USA tilføjede også guanidiniumthiocyanat til blandingen. Det er en organisk forbindelse, der dækker andre materialer - i dette tilfælde, dåsen i perovskiteblandingen. Forskerne fandt ud af, at det forhindrede tin i at nedbrydes. Test af den resulterende perovskit viste, at den var cirka 20 procent effektiv. Da holdet kombinerede det med en traditionel perovskit-celle designet til at absorbere højenergifotoner - hvilket gjorde en hel-perovskit-tandem - så de effektivitetsgevinster på 25 procent. Dette er tæt på de 28 procent set med silicium-perovskite tandems.

Forskerne bemærker, at de mener, at de kan øge effektiviteten mere, måske nå silicium/perovskit tandem niveauer, men erkender, at de stadig har andre problemer at håndtere, før sådanne celler ville blive levedygtige - mest fremtrædende, så de holder længe nok til kommerciel brug.

© 2019 Science X Network