Изследванията на NREL повишават стабилността на перовскитите и помагат на силициевите слънчеви клетки
Изследванията на NREL повишават стабилността на перовскитите и помагат на силициевите слънчеви клетки

Видео: Изследванията на NREL повишават стабилността на перовскитите и помагат на силициевите слънчеви клетки

Видео: 2015 ACEC Colorado Awards: Martin/Martin - NREL Integration Facility 2022, Декември
Anonim

Първоначално публикувано на уебсайта на NREL.

Промяната в химичния състав даде възможност на учените да увеличат дълголетието и ефективността на перовскитната слънчева клетка, разработена в Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) на Министерството на енергетиката на САЩ (DOE).

Новата формула даде възможност на слънчевата клетка да устои на проблема със стабилността, който досега осуетяваше комерсиализацията на перовскитите. Проблемът е известен като индуцирана от светлината фазова сегрегация, която възниква, когато сплавите, изграждащи слънчевите клетки, се разпадат при излагане на непрекъсната светлина.

Изображение
Изображение

Perovskite / силициеви тандемни слънчеви клетки Perovskite / силициеви тандемни слънчеви клетки са претенденти за следващото поколение фотоволтаични технологии, с потенциал за постигане на повишаване на ефективността на модула при минимални разходи. Изследователите разработиха нова трихалогенидна перовскитна сплав, която позволи повишена ефективност на преобразуване на мощността и стабилност на снимките. Снимка от Денис Шрьодер, NREL

„Сега, когато показахме, че сме имунизирани срещу тази краткосрочна, обратима фазова сегрегация, следващата стъпка е да продължим да развиваме стабилни контактни слоеве и архитектури за постигане на дългосрочни цели за надеждност, позволявайки на модулите да издържат в полето за 25 години или повече “, каза Калеб Бойд, водещ автор на наскоро публикувана статия в Science, озаглавена„ Тройно-халогенни широколентови перовскити с потисната фазова сегрегация за ефективни тандеми “. Бойд и съавторът Jixian Xu са свързани с изследователската група на професор Майкъл Макджий от Университета в Колорадо - Боулдър, която изследва перовскитите в NREL.

Допълнителни учени от NREL, които са допринесли за статията, са Аксел Палмстрьом, Даниел Уитър, Брайън Ларсън, Райън Франс, Джереми Вернер, Стивън Харви, Ели Улф, Майкел ван Хест, Джоузеф Бери и Джоузеф Лутер.

Слънчевите клетки на Perovskite обикновено се правят с помощта на комбинация от йод и бром или бром и хлор, но изследователите подобряват формулата, като включват и трите вида халогениди. Изследването доказа възможността за легиране на трите материала.

Добавянето на хлор към йод и бром създава фаза на трихалогениден перовскит и потиска индуцираната от светлина фазова сегрегация дори при осветление от 100 слънца. Това, което се е случило, е слабо, с по-малко от 4% след 1 000 часа работа при 60 градуса по Целзий. При 85 градуса и след работа в продължение на 500 часа, слънчевата клетка загуби само около 3% от първоначалната си ефективност.

„Следващата стъпка е допълнително да се демонстрират ускорени тестове за стабилност, за да се докаже наистина какво може да се случи след 10 или 20 години на полето“, каза Бойд.

Новата формула създаде слънчева клетка с ефективност от 20,3%.

Силицийът остава доминиращият материал, използван в слънчевите клетки, но технологията се доближава до теоретичната си максимална ефективност от 29,1%, като до момента са установени рекордните 26,7%. Но поставянето на перовскити на върха на силициева слънчева клетка, за да се създаде мулти-свързваща слънчева клетка, може да повиши ефективността и да намали цената на слънчевата електроенергия. Учените от NREL успяха да създадат тандемна перовскит / силициева слънчева клетка с ефективност от 27%. Сама по себе си силициевата слънчева клетка има ефективност от около 21%.

DOE’s Solar Energy Technologies Office финансира изследването.

NREL е основната национална лаборатория за изследвания и развитие на възобновяемата енергия и енергийната ефективност на Министерството на енергетиката на САЩ. NREL се управлява за енергийния отдел от Алианса за устойчива енергия, LLC.

Препоръчана снимка от Денис Шрьодер, NREL

Популярни по теми