Münhen Lüdviq Maksimilian Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Pixabay/CC0 İctimai Sahə

Perovskit günəş batareyaları, son illərdə enerji çevrilmə səmərəliliyində kəskin artım müşahidə edən sürətlə inkişaf edən fotovoltaik texnologiyadır. Bu irəliləyişin əsas hərəkətverici qüvvəsi, ənənəvi toplu daşıma materiallarını əvəz edən molekulyar yük seçici kontaktların – cəmi bir neçə nanometr qalınlığında ultra nazik təbəqələrin istifadəsidir. Bu molekulyar təbəqələr elektrod sərhədində elektrik yüklərinin çıxarılmasında və daşınmasında mühüm rol oynayır.

Əhəmiyyətlərinə baxmayaraq, şəffaf keçirici oksid substratları üzərində bu molekulların struktur quruluşu və səth örtüyü hələ tam başa düşülməyib. Bu anlaşılmazlıq xüsusilə vacibdir, çünki elektrod və molekulyar təbəqə arasındakı interfeys yük ötürülməsinin səmərəliliyini idarə edir və həm cihazın işinə, həm də uzunmüddətli sabitliyə güclü təsir göstərir.

LMU Münhendən olan tədqiqatçılar ” Advanced Energy Materials” (“Qabaqcıl Enerji Materialları”) adlı kitablarında bu interfeys çətinliklərinin öhdəsindən gəlmək üçün sadələşdirilmiş bir strategiya təqdim edirlər.

Yeni hazırlanmış səth emalından istifadə edərək, onlar molekulyar təması yaxşılaşdıra bildilər və cihazların səmərəliliyi, təkrar istehsal qabiliyyəti və stabilliyində nəzərəçarpacaq irəliləyişlər əldə etdilər. Bu yanaşma yalnız yeni molekulyar materialların hazırlanmasına diqqət yetirmək əvəzinə, elektrod səthinin hazırlanmasının vacibliyini vurğulayır.

Səth kimyası səmərəliliyin açarı kimi

LMU-nun Kimya və Əczaçılıq şöbəsinin qrup rəhbəri Dr. Erkan Aydının rəhbərlik etdiyi komanda, geniş istifadə olunan indium qalay oksidi (ITO) elektrodlarını emal etmək üçün nisbətən asan, məhlul əsaslı bir üsul hazırladı.

Tədqiqatçıların məqsədi, üzvi təbəqəni təşkil edən öz-özünə yığılan monolayerlərin (SAM) optimal şəkildə birləşə bilməsi üçün səthin kimyəvi və elektron xüsusiyyətlərini dəqiq şəkildə tənzimləmək idi.

Əsərin ilk müəllifi olan Rik Hooijer izah edir: “Biz göstəririk ki, səth hidroksilləşməsini maksimum dərəcədə artırmaq əsas məsələ deyil. Əksinə, müxtəlif oksigen növlərinin balanslaşdırılmış nisbəti daha vahid və elektron cəhətdən əlverişli interfeyslər yaradır.”

Beləliklə, nəticələr sahədə mövcud olan bir fərziyyəni təkzib edir və optoelektron cihazlarda kontaktların hədəf mühəndisliyi üçün yeni yollar açır.

Daha yaxşı performans və təkrar istehsal qabiliyyəti

Optimallaşdırılmış interfeyslər müxtəlif günəş batareyaları arxitekturalarında açıq üstünlüklər təmin edir. Şarj daşınması daha səmərəli olur və günəş batareyası düşən günəş enerjisinin daha çox hissəsini elektrik enerjisinə çevirir. Bundan əlavə, performans dəyərlərinin paylanması daha dardır.

Aydın ümumiləşdirir ki, “Bizim müalicə üsulumuz yalnız mütləq performansı deyil, həm də molekulyar təmasla örtülmüş substratların ömrünü və cihazların etibarlılığını artırır. Texnologiyanı laboratoriyadan çıxarıb real tətbiqlərə keçirmək istəyiriksə, bu, həlledicidir.”

Tədqiqatçılar həmçinin göstərdilər ki, onların metodu sadə tək qovşaqlı elementlərdən tutmuş tandem günəş elementlərinə qədər geniş çeşiddə materiallar, istehsal prosesləri və element arxitekturaları ilə uyğun gəlir.

Digər bir üstünlük isə, işlənmiş günəş batareyalarının stress altında daha davamlı olmasıdır. Kosmosda baş verən kimi -80 ilə +80 dərəcə Selsi arasında intensiv temperatur dövriyyəsini əhatə edən sınaqlarda batareyalar daha yaxşı stabillik nümayiş etdirdi.

Aydın deyir ki, “Ekstremal şəraitdə artan dayanıqlıq yanaşmamızı kosmik səyahət kimi ənənəvi istifadələrdən kənar tətbiqlər üçün xüsusilə perspektivli edir”.

Maddi inkişaf üçün yeni perspektivlər

Tədqiqat elektrod və aktiv təbəqə arasındakı sərhədin artıq passiv komponent kimi qəbul edilməməli olduğunu aydınlaşdırır. Bunun əvəzinə, o, müasir günəş batareyalarının işinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir edən kritik bir parametr kimi fəaliyyət göstərir.

Yeni yanaşma ilə LMU komandası mövcud istehsal iş axınlarına inteqrasiya edilə bilən, miqyaslı, sənayeyə uyğun bir həll təqdim edir. Uzunmüddətli perspektivdə bu, perovskit günəş batareyalarını daha səmərəli, sabit və bazara hazır hala gətirməyə kömək edə bilər.

Nəşr detalları

Rik Hooijer və digərləri, Perovskit Günəş Batareyalarında Gücləndirilmiş Molekulyar Təmas üçün Şəffaf Elektrodların Sintetik Səth Dizaynı, Qabaqcıl Enerji Materialları (2026). DOI: 10.1002/aenm.70962

Jurnal məlumatları: Qabaqcıl Enerji Materialları