Самооседание монослоя прокладывает путь для адаптации солнечных элементов перовскита для возобновляемых источников энергии

Вводя термически надежный слой экстракции заряда, улучшенные ячейки сохраняют более 90% их эффективности даже после длительного воздействия (более 1200 часов) до высоких температур, около (65 ℃).Кредит: Исследовательская группа профессора Чжу Зонглонга / Городской университет Гонконга

Инновации CityU прокладывают путь для коммерциализации солнечных элементов перовскита, приближая нас к энергоэффективному будущему, основанному на устойчивых источниках.Исследование под названием «Стабилизированный слой, селективное отверстия для высокопроизводительных инвертированных солнечных элементов P-I-N Perovskite», опубликовано в журнале Science.

«Последствия этого исследования являются далеко идущими, и его потенциальные применения могут революционизировать индустрию солнечной энергии»,-сказал профессор Чжу Зонглонг из химического университета в Сити, который сотрудничал с профессором Ли Чжонгом в Университете науки и технологий Хуазонга.Полем

Солнечные элементы перовскита являются многообещающей границей в ландшафте солнечной энергии, известной своей впечатляющей эффективностью преобразования власти.Тем не менее, они имеют один существенный недостаток: термическая нестабильность, то есть они не склонны работать хорошо при воздействии высоких температур.

Команда в Cityu разработала уникальный тип самоорганизации монослоя или SAM для короткометражности и закрепила его на поверхности оксида никеля в качестве слоя экстракции заряда.

«Наш подход значительно повысил термическую надежность клеток», - сказал профессор Чжу, добавив, что тепловая стабильность является значительным барьером для коммерческого развертывания солнечных элементов перовскита.

«Введя термически надежный слой экстракции заряда, наши улучшенные ячейки сохраняют более 90% своей эффективности, имея впечатляющую эффективность 25,6%, даже после работы при высоких температурах, около (65 ℃) в течение более 1000 часов. Это -Milestone достижение », - сказал профессор Чжу.

Мотивация для этого исследования родилась из -за конкретной проблемы в секторе солнечной энергии: термическая нестабильность солнечных элементов перовскита.

«Несмотря на их высокую эффективность преобразования мощности, эти солнечные элементы похожи на спортивный автомобиль, который работает исключительно в прохладную погоду, но имеет тенденцию перегреться и не подчеркиваться в жаркий день. Это был значительный препятствие, предотвращая их широкое использование», - сказал профессор Чжу.

Команда Cityu сосредоточилась на самосборном монослое (SAM), важнейшей части этих клеток, и представляла его как чувствительный к тепло щиту, который нуждался в усилении.

«Мы обнаружили, что высокотемпературное воздействие может привести к разрушению химических связей в молекулах SAM, отрицательно влияя на производительность устройства. Таким образомБлагодаря интеграции различных экспериментальных подходов и теоретических расчетов », - сказал профессор Чжу.

Чтобы противодействовать этой проблеме, команда Cityu представила инновационное решение: привязать SAM на по своей сути стабильной поверхности оксида никеля, тем самым усиливая энергию связывания SAM на подложке.Кроме того, они синтезировали свою собственную молекулу SAM, создавая инновационную молекулу, которая способствует более эффективной экстракции заряда на устройствах перовскита.

Основным результатом исследования является потенциальная трансформация ландшафта солнечной энергии.Улучшивая тепловую стабильность солнечных элементов перовскита через инновационно разработанные SAM, команда заложила основу для этих ячеек эффективно даже в высокотемпературных условиях.

«Этот прорыв имеет ключевое значение, поскольку он рассматривает серьезное препятствие, которое ранее препятствовало более широкому принятию солнечных элементов перовскита. Наши результаты могут значительно расширить использование этих клеток, подтолкнув их границы применения в окружающую среду и климаты, где высокие температуры были сдерживанием», - сказал профессорЧжу.

Важность этих результатов не может быть переоценена.Подкрепляя коммерческую жизнеспособность солнечных батарей перовскита, Cityu не просто знакомит нового игрока на рынке возобновляемых источников энергии, он закладывает почву для потенциального изменения игры, который может сыграть жизненно важную роль в глобальном сдвиге в направлении устойчивого и энергоэффективногоисточники.

«Эта технология, после полной коммерциализации, может помочь снизить нашу зависимость от ископаемого топлива и внести существенный вклад в борьбу с глобальным климатическим кризисом», - добавил Чжу.

Больше информации: Zhen Li et al. Стабилизированный слой, селективный отверстия, для высокоэффективных инвертированных солнечных элементов P-I-N Perovskite, Science (2023).Doi: 10.1126/science.ade9637