Kemiprofessor bruger gamle materialer til at lave nyere, bedre solceller

Et forskningshold fra Florida State University blander det gamle med det nye for at skabe en mere stabil solcelle.

Professor i kemi Biwu Ma og hans team offentliggjorde en ny undersøgelse, der viser, om du tilføjer et lag af gammelt organisk pigment til en perovskit-solcelle, det øger cellens stabilitet og effektivitet.

Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Angewandte Chemie .

"Pigmenter er rigelige, lav pris og robust, " sagde mor. "Når vi kombinerer dem med perovskites, vi kan generere nye højtydende hybridsystemer. Det bruger det gamle med det nye, og sammen producerer de noget virkelig spændende."

Ma's forskning i ny generation af solcelleteknologier har fokuseret på at adressere stabilitetsproblemerne og udfordringerne ved perovskit-solceller. En perovskit-solcelle er en type fotovoltaisk celle, som omfatter en perovskit-struktureret forbindelse, oftest et organisk-uorganisk bly- eller tinhalogenid-baseret hybridmateriale, som det lyshøstende lag.

I løbet af det seneste årti, forskning på perovskite solceller er eksploderet. Da de første gang blev rapporteret i 2009, effektkonverteringseffektiviteten registreret til ca. 4%, som nu er så højt som 25%. Imidlertid, der er ulemper for kommerciel levedygtighed, såsom materialets tendens til at nedbrydes hurtigt.

Forskere over hele verden har ledt efter den perfekte formel for at gøre dem både stabile og yderst effektive.

Solcellen Ma's hold brugt til eksperimentet - baseret på methylammonium blyiodid - havde en effektivitet på 18,9% uden laget af pigment. Med det, tallet steg til 21,1 pct. Holdet fandt også ud af, at med tilføjelsen af ​​pigmentlaget, cellen uden indkapsling kunne bevare 90 % af sin oprindelige effektivitet efter 1, 000 timer under omgivende forhold.

Tilføjelse af laget af uopløseligt pigment via let opløsningsbehandling og termisk udglødning gør også cellen hydrofob, hvilket betyder, at vand ikke kan blive på overfladen.

"Vi mener, at overfladepassivering af disse celler ved hjælp af billige pigmenter er en meget lovende tilgang til at forbedre deres stabilitet og effektivitet, "Sagde mor.