החוקרים משתמשים בננו-חלקיקי סיליקון לשיפור יעילות התאים הסולאריים

להיות מדען עם פרופסור דן: גביש (יולי 2019).

Anonim

קבוצת מחקר בינלאומית השתפר יעילות תאים סולריים perovskite באמצעות חומרים עם תכונות ספיגה טובה יותר האור. בפעם הראשונה, החוקרים השתמשו בסיליקון חלקיקים. חלקיקים כאלה יכולים מלכודת האור של מגוון רחב של אורכי גל ליד השכבה הפעילה התא. החלקיקים עצמם אינם סופגים אור ואינם פועלים עם אלמנטים אחרים של הסוללה, ובכך שומרים על יציבותה. המחקר פורסם בחומרים אופטיים מתקדמים.

תאים סולריים Perovskite הפכו פופולריים מאוד בשנים האחרונות. זה חומר היברידי מאפשר למדענים ליצור זול, יעיל, וקל לשימוש תאים סולריים. הבעיה היחידה היא כי עובי שכבת perovskite לא יעלה על כמה מאות ננומטר, אבל באותו הזמן, perovskite דק סופג פחות פוטונים האירוע.

מסיבה זו, המדענים היו צריכים למצוא דרך לשפר את קצירת האור נכסים של קליטת perovskite קליטת מבלי להגדיל את עובי. לשם כך, המדענים השתמשו בננו-חלקיקים. חלקיקים כאלה מאפשרים ספיגת אור טוב יותר עקב עירור פלזמון פני השטח, אבל יש חסרונות משמעותיים. לדוגמה, הם סופגים קצת אנרגיה בעצמם, ובכך מחמם את הסוללה ומזיק לה. מדענים מאוניברסיטת ITMO, בשיתוף עם עמיתים מאוניברסיטת סט. פטרסבורג, איטליה וארצות הברית, הציעו להשתמש בסיליקון חלקיקים כדי לפתור את הבעיות הללו.

"חלקיקים דיאלקטריים אינם סופגים אור, ולכן הם אינם מתחממים, הם אינרטיים כימיים ואינם משפיעים על יציבות הסוללה, וחוץ מזה, בהיותם מהדהדים מאוד, חלקיקים כאלה יכולים לספוג יותר אור של מגוון רחב של אורכי גל בשל מאפייני פריסה מיוחדים, הם אינם פוגעים במבנה של התאים.יתרונות אלה אפשרו לנו לשפר את יעילות התאים עד כמעט 19. עד כה, זוהי התוצאה הידועה ביותר עבור חומר perovskite מסוים זה עם חלקיקים משולבים, "אומרת אלכסנדרה פורסובה, סטודנטית לתארים מתקדמים בפקולטה לפיסיקה והנדסה של ITMO.

לדברי המדענים, זהו המחקר הראשון על שימוש בסיליקון חלקיקים לשיפור תכונות קצירת האור של השכבה העליונה סופג. חלקיקי הסיליקון כבר עברו את הפלסמוניות. המדענים מקווים כי מחקר מעמיק יותר של האינטראקציה בין חלקיקים ואור, כמו גם היישום שלהם תאים perovskite השמש יוביל לתוצאות טובות עוד יותר.

"במחקר שלנו, השתמשנו MAPbI3 perovskite, אשר אפשר לנו ללמוד בפירוט כיצד חלקיקי סיליקון מהדהד תאים perovskites השמש.עכשיו אנחנו יכולים להמשיך לנסות להשתמש בחלקיקים כאלה עבור סוגים אחרים של perovskites עם יעילות ויעילות מוגברת.חוץ מזה, חלקיקים עצמם יכולים להיות שונה על מנת לשפר את התכונות האופטיות שלהם התחבורה.חשוב לציין כי חלקיקי סיליקון הם זולים מאוד וקל לייצר.לכן, שיטה זו ניתן לשלב בקלות בתהליך של ייצור תאים סולריים, "העיר סרגיי מקרוב, ראש המעבדה של ITMO של Nanophotonics היברידית ואלקטרוניקה.

menu
menu