Brug af ammoniak til at helbrede perovskitfilm til solpanelkonstruktion

Siden 2009 har forskere haft mistanke om, at perovskitfilm, som er en kombination af organisk og uorganisk materiale, kunne være lovende for solpanelkonstruktion. Perovskites er meget tynde film med en specifik krystalstruktur, der er meget lette og fleksible, effektive og omkostningseffektive sammenlignet med siliciumwafers.

Men de nuværende begrænsninger, herunder hvordan man fremstiller meget ensartede perovskitfilm i stor skala, har forhindret kommercialiseringen af ​​perovskitsolcellerne.

For nylig beskrev forskere fra Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), Chinese Academy of Sciences (CAS), en ny måde at behandle formamidinium-baseret perovskitfilm på, der afhjælper nogle af begrænsningerne ved at bruge ammoniakbehandling til at fjerne dannede porestrukturer. under behandlingen.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Nature Communications den 29. juli.

"Den højeste effektkonverteringseffektivitet for perovskit-solceller er sammenlignelig med den for bredt kommercialiserede siliciumbaserede solceller. Men hvordan man opnår et stort områdepræparation af meget ensartet perovskitfilm, er stadig en udfordring," sagde prof. Pang Shuping fra QIBEBT, den tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

Metoder og opløsningsmidler, der anvendes til behandling af perovskitfilm, er blevet grundigt undersøgt, men disse kræver stadig yderligere forarbejdningstrin eller materialer for at få perovskitfilm til at fungere. For eksempel er den ekstremt lovende methylamin-gashelingsmetode kun egnet til methylammonium-baseret perovskit, men er ikke mulig for den mere effektive formamidinium-baserede perovskit.

For at finde løsninger på gasheling af de formamidinium-baserede perovskitfilm, studerede forskerne først de underliggende reaktioner, der var ansvarlige for udfordringerne. "Vi har vist, at nedbrydningen af ​​formamidinium-holdige perovskitter er forårsaget af en reaktion mellem formamidinium-kationen og alifatiske aminer, der producerer ammoniak," sagde Wang Xiao, den anden forfatter til undersøgelsen.

For at undgå forekomsten af ​​bivirkninger brugte forskerne ammoniak i stedet for methylamingas til at behandle formamidinium-baserede perovskitfilm. Baseret på denne teknologi sænkes temperaturen, så perovskitfilmen kan absorbere nok ammoniak til at overføre filmen til en flydende mellemtilstand. I denne flydende tilstand kan ufuldkommenheder og hulstrukturer i den rå perovskitfilm heles.

Ved at bruge denne teknik var forskerne i stand til at fremstille en perovskitfilm, der havde en højere effektkonverteringseffektivitet og let kunne reproduceres i stor skala. "Perovskit-solcellen baseret på ammoniak efter heling opnår en effektkonverteringseffektivitet på 23,21 % med fremragende reproducerbarhed," sagde Li Zhipeng, den første forfatter til undersøgelsen.

For ammoniakgashelingsoperationen er det nødvendigt strengt at kontrollere adsorptions- og desorptionshastigheden ved lave temperaturer og meget hurtigt. En anden succes ved at bruge ammoniakgas efter helbredende teknologi er, at den let kan indsættes i eksisterende, etablerede kommercielle teknologier.

Når man ser fremad, tænker forskerne på, hvordan man korrekt kan designe det udstyr, der er nødvendigt for at producere perovskit-filmene ved hjælp af denne metode, som er en nøglekomponent til at bringe perovskit-solceller til et kommercielt marked. + Udforsk yderligere

Forskere fremstiller højtydende perovskit-undermoduler med stort område til solceller