Udvikling af ny fotovoltaisk kommercialiseringsteknologi

En teknologi til yderligere at fremskynde kommercialiseringen af ​​Colloidal Quantum Dot (CQD) fotovoltaiske (PV) enheder, som forventes at være næste generation af fotovoltaiske enheder, er blevet udviklet.

DGIST annoncerede for nylig, at et forskerhold med professor Jongmin Choi fra Department of Energy Science &Engineering og professor Edward H. Sargent fra University of Toronto har identificeret årsagen til ydeevneforringelsen i CQD PV-enheder og udviklet en materialebehandlingsmetode, der er i stand til at stabilisering af enhedernes ydeevne.

Quantum prikker har fremragende lysabsorbering og er i stand til at absorbere lys over en lang række bølgelængder. Derfor, de har tiltrukket sig opmærksomhed som et nøglemateriale til næste generation af fotovoltaiske enheder. I særdeleshed, kvanteprikker er lette, fleksibel, og involverer lave forarbejdningsomkostninger; derfor, de kan erstattes ved at supplere ulemperne ved siliciumsolceller, der i øjeblikket er i brug

I denne forbindelse flere undersøgelser af fotoelektrisk konverteringseffektivitet (PCE) er blevet udført med det formål at forbedre ydelsen af ​​CQD PV -enheder. Imidlertid, meget få undersøgelser har fokuseret på at forbedre stabiliteten af ​​disse enheder, som er nødvendigt for kommercialiseringsprocessen. I særdeleshed, få undersøgelser har brugt CQD PV -enheden ved det maksimale effektpunkt, som er det faktiske driftsmiljø for PV-enheder.

Til dette formål, forskerholdet undersøgte årsagerne til ydeevneforringelse ved kontinuerligt at udsætte dem for belysning og ilt i lange perioder, svarende til de faktiske driftsforhold, for at forbedre den stabilitet, der kræves for selve kommercialiseringsfasen af ​​CQD PV -enheder. Som resultat, det blev identificeret, at jodionerne på overfladen af ​​kvanteprik-faststofferne blev fjernet via oxidation, hvilket resulterer i dannelsen af ​​et oxidlag. Dette oxidlag resulterede i deformation af kvanteprikstrukturen, derved formindskes effektiviteten af ​​enheden.

Forskerholdet udviklede en ligandsubstitutionsmetode med kalium (K) for at forbedre enhedens lave effektivitet. Ligand refererer til de ioner eller molekyler, der binder sig til det centrale atom i et kompleks, der ligner en gren. Her, kaliumiodid, som forhindrer oxidation af jod, blev anbragt på overfladen af ​​kvanteprik-faststoffer for at gennemgå en substitutionsproces. Som et resultat af anvendelsen af ​​den opfundne metode, enheden fastholdt sin kontinuerlige ydeevne på over 80%, som er dens oprindelige effektivitetsgrad, i 300 timer. Dette tal er et tal, der er højere end forudmålte præstationer hidtil.

Professor Jongmin Choi fra DGIST sagde, "Undersøgelsen skal demonstrere, at CQD PV -enheden kan fungere mere stabilt i det faktiske driftsmiljø, "og kommenterede yderligere, "Resultaterne forventes at fremskynde kommercialiseringen af ​​CQD PV-enheden yderligere."

Resultaterne af denne undersøgelse blev offentliggjort den 20. februar, i en verdensførende, internationalt akademisk tidsskrift Avancerede materialer . Professor Jongmin Choi fra Energy Science &Engineering Department of DGIST deltog i denne undersøgelse som hovedforfatter.