Çox qovşaqlı günəş elementləri, bir-birinə yığılmış bir çox fərdi yarımkeçirici qovşaqlardan ibarət günəş batareyaları həm səmərəlilik, həm də sabitlik baxımından tək qovşaqlı günəş batareyalarını üstələmək potensialına malikdir. Son illərdə material alimləri və mühəndisləri bu günəş hüceyrələrini hazırlamaq üçün canlı material birləşmələrini müəyyən etməyə çalışırlar.

Bu tətbiqlər üçün perspektivli olan materiallar sinfi metal halid perovskitləri , müxtəlif optoelektronik cihazların və fotovoltaiklərin inkişafı üçün əlverişli olan xas xüsusiyyətlərə malik yarımkeçiricilərdir. Bu yarımkeçiricilərə əsaslanan tandem günəş elementlərinin səmərəliliyi getdikcə yaxşılaşsa və bu yaxınlarda 24% -ə çatsa da, onların sabitliyinə qarışıq halogenli perovskitlərin şiddətli faza seqreqasiyası mane olur.

Honq-Konq Şəhər Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda qarışıq halogenli perovskit günəş hüceyrələrinin bu məhdudiyyətini həll etmək üçün yola çıxdılar. Onların Təbiət Enerjisində nəşr olunan məqaləsi antrakinon birləşmələrinə əsaslanan yeni hazırlanmış redoks vasitəçilərindən istifadə edərək, bu günəş hüceyrələrinin uzunmüddətli sabitliyini və fotogərginliyini yaxşılaşdıra biləcək bir strategiya təqdim edir.

Shengfan Wu, Yichao Yan və onların həmkarları öz məqalələrində “Halid seqreqasiyası qarışıq halogenli perovskit günəş batareyalarının cihazın işləmə şəraitində sabitliyini tənqidi şəkildə məhdudlaşdırır” dedi. “Güclü sübut var ki, halidin oksidləşməsi halidlərin qarışdırılmasının əsas hərəkətverici qüvvəsidir. Bu problemi aradan qaldırmaq üçün biz yodu selektiv şəkildə azaldan və metal Pb ^0- ı oksidləşdirən , eyni zamanda qüsurları passivləşdirən antrakinon əsasında bir sıra çoxfunksiyalı redoks vasitəçiləri hazırlayırıq. uyğunlaşdırılmış katyonik əvəzetmə yolu ilə.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=1873531024&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&fwrn=4&lmt=1709624274&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-02-halide-segregation-wide-bandgap-perovskite.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTIyLjAuNjI2MS45NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyMi4wLjYyNjEuOTUiXSxbIk5vdChBOkJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMjIuMC42MjYxLjk1Il1dLDBd&dt=1709623036791&bpp=1&bdt=52&idt=92&shv=r20240228&mjsv=m202402270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dd8c6cdc5123375cd%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709624161%3AS%3DALNI_MY2ynj5TDpMXqOZBx7W90OihbbXuw&gpic=UID%3D00000d6971a748b6%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709624161%3AS%3DALNI_MaTILJ6PYHOKRZlSvHcKJ4LkDsnLQ&eo_id_str=ID%3D34d5e14efb6a7c5d%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709624161%3AS%3DAA-Afjbw5XrDrmZOIEp3UV8fgvCO&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=4097522106304&frm=20&pv=1&ga_vid=1833901760.1709623018&ga_sid=1709623037&ga_hid=2112008665&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1729&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C44798934%2C95325752%2C31081511%2C95322195%2C95324160%2C21065725%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=431446757369581&tmod=971840517&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

^{Wu, Yan və onların həmkarları tərəfindən hazırlanmış yeni antrakinon əsaslı redoks vasitəçiləri metal Pb 0} oksidləşdirərkən yodu seçici şəkildə azaldır . Xüsusilə, nisbətən aşağı oksidləşmə potensialına malik halidlərin oksidləşməsi son nəticədə halid kütləsinin daşınmasına imkan verir və öz növbəsində perovskitlərdə müşahidə olunan faza seqreqasiyasına gətirib çıxarır.

Tədqiqatçılar tərəfindən hazırlanmış antrakinon mənşəli redoks vasitəçiləri, yəni AQSH, AQSN və AQSP, son nəticədə perovskitlərdə halid seqreqasiyasını yatıra bilər. Bu, qarışıq halogen perovskitlərə əsaslanan günəş hüceyrələrinin daha böyük sabitliyinə çevrilə bilər.

Təklif olunan dizayn strategiyasını qiymətləndirmək üçün tədqiqatçılar ondan tək qovşaqlı geniş diapazonlu perovskit günəş batareyaları hazırlamaq üçün istifadə etdilər. Bu hüceyrələrin 19,58% gücə çevrilmə səmərəliliyinə və 1,81 eV PSC-lər üçün 1,35 V yüksək açıq dövrə gərginliyinə nail olmaq, eyni zamanda gücləndirilmiş sabitlik nümayiş etdirdiyi aşkar edilmişdir.

“Cihaz maksimum güc nöqtəsində 500 saat işlədikdən sonra ilkin səmərəliliyinin 95%-ni saxlayır”, – tədqiqatçılar yazıblar. “Ən əsası, perovskit cihazını monolit perovskit-üzvi tandem günəş elementinə geniş diapazonlu alt element kimi inteqrasiya etməklə, təsirli uzunmüddətli əməliyyat sabitliyi (T 90 _>  500 h ) ilə 25,22% (sertifikasiya edilmiş 24,27%) səmərəliliyi bildiririk. ).”

Bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən təklif olunan redoks vasitəçisinə əsaslanan yeni dizayn strategiyası tezliklə müxtəlif kompozisiyalara malik digər qarışıq halogenli perovskit üzvi tandem günəş hüceyrələrinin işini yaxşılaşdırmağa kömək edə bilər. Bu, son nəticədə bu günəş batareyalarının geniş miqyasda yerləşdirilməsini asanlaşdıra bilər və elektrik enerjisi istehsalının karbonsizləşdirilməsinə yönəlmiş davamlı səylərə töhfə verə bilər.

“Tandem hüceyrələrimiz tərəfindən əldə edilən həm təsir edici səmərəlilik, həm də əməliyyat sabitliyi, perovskit üzvi-tandem günəş elementlərinin ən müasir perovskite əsaslanan tandem günəş elementlərini üstələmək üçün əhəmiyyətli potensialını nümayiş etdirir “ deyə tədqiqatçılar yekunlaşdırdılar.

Daha çox məlumat: Shengfan Wu et al, Monolitik perovskit-üzvi tandem günəş hüceyrələri üçün Redoks vasitəçisi ilə sabitləşdirilmiş geniş diapazonlu perovskitlər, Təbiət Enerjisi (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01451-8 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Enerjisi