Perovskitlərə əsaslanan günəş elementləri, ilk dəfə mineral kalsium titanatında (CaTiO ₃ ) açılmış xarakterik kristal quruluşlu materiallar, adi silikon əsaslı fotovoltaiklərə perspektivli alternativ kimi ortaya çıxdı. Bu materialların əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, onlar yüksək gücə çevrilmə səmərəliliyi (PCE) verə bilər, lakin onların istehsal xərcləri daha aşağı ola bilər.

Perovskit filmləri müxtəlif struktur formalarda mövcud ola bilər, bunlara fazalar da deyilir. Bunlardan biri işığın səmərəli udulması və yük daşıyıcılarının daşınması üçün ən arzuolunan faza olan α-faza (yəni, fotoaktiv qara faza) adlanır. Digər tərəfdən, δ-faza fərqli atom düzülüşü və azaldılmış fotoaktivlik ilə xarakterizə olunan ara fazadır.

Toledo Universiteti, Şimal-Qərb Universiteti, Kornell Universiteti və digər institutların tədqiqatçıları bu yaxınlarda perovskit əsaslı günəş hüceyrələrində kristallaşma prosesini idarə etmək üçün yeni bir strategiya təqdim etdilər , δ-fazanı sabitləşdirərək onların α-fazasına keçidini asanlaşdırdılar. Təbiət Enerjisində bir məqalədə qeyd olunan onların təklif etdiyi yanaşma, kristallaşmanı optimallaşdırmaq üçün tələb əsasında perovskitlərdə Lyuis əsaslarının formalaşmasına imkan verir ki, bu da günəş hüceyrələrinin səmərəliliyini və sabitliyini artıra bilər.

_{Sheng Fu, Nannan Sun və onların həmkarları öz məqalələrində “FAPbI 3} əsaslı perovskit günəş batareyalarının istehsalında Lyuis bazaları arzu olunan fotovoltaik α-fazanın formalaşmasını asanlaşdırmaqda mühüm rol oynayır” dedi.

“Bununla belə, onların rolunda xas ziddiyyət mövcuddur: onlar aralıq δ-fazasını sabitləşdirmək üçün güclü şəkildə bağlanmalıdırlar, lakin faza keçidini və taxıl böyüməsini təmin etmək üçün sürətli aradan qaldırılması üçün zəif bir şəkildə bağlanmalıdırlar. Bu münaqişəni həll etmək üçün biz tələb olunan Lewis bazası molekulunun formalaşması strategiyasını təqdim etdik.”

Fotovoltaiklər üçün perovskitlərin istehsalı zamanı kristallaşma prosesini etibarlı şəkildə idarə etmək üçün Fu, Sun və onların həmkarları tərkibində Lyuis turşuları olan üzvi duzlardan istifadə etdilər. Bu duzlar Lyuis əsaslarını istənilən vaxt istehsal etmək üçün deprotonasiya edir, lakin onlar da duzlara çevrilə və məqsədlərinə xidmət etdikdən sonra asanlıqla çıxarıla bilərlər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=3042148327&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1746435242&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-05-demand-lewis-base-formation-strategy.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE2Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTYiXV0sMF0.&dt=1746435242514&bpp=1&bdt=307&idt=248&shv=r20250430&mjsv=m202504290101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1746076201%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1746076201%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1746076201%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2203139767548&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1989&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95358863%2C95358865%2C95331832%2C95358975%2C95359090%2C95359240%2C42533294%2C95344787%2C95359117%2C95356809%2C95359476&oid=2&pvsid=6837215731327582&tmod=1192808452&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=253

Tədqiqatçılar bir sıra sınaqlarda təklif etdikləri strategiyanın potensialını qiymətləndirdilər və onların α-fazalı FAPbI ₃ perovskit filmlərinin optimal kristallaşmasına imkan verdiyini aşkar etdilər . Onların yanaşması filmlərin keyfiyyətini artırmaq, A-sahə kationlarının bərabər və şaquli şəkildə paylanmasını təmin etmək, eyni zamanda daha böyük taxıl ölçüləri və basdırılmış interfeyslərdə daha az boşluqlar vermək üçün aşkar edilmişdir.

Komanda günəş batareyalarını hazırlamaq üçün öz metodundan istifadə edərək yaratdığı perovskit filmlərindən istifadə etdi və sonra bu hüceyrələrin performansını sınaqdan keçirdi. Onların nəticələri çox ümidverici idi, çünki hüceyrələr uzun müddət fasiləsiz işlədikdən sonra saxlanılan yaxşı gücə çevrilmə səmərəliliyinə nail oldular.

“Semikarbazid hidroxloriddən ibarət perovskit günəş batareyaları 26,1% səmərəliliyə nail oldu, Milli Bərpa Olunan Enerji Laboratoriyası tərəfindən təsdiqlənmiş kvazi-sabit vəziyyət səmərəliliyi 25,33% oldu” Fu, Sun və onların həmkarları yazdı. “Bu hüceyrələr maksimum güc nöqtəsinin izlənilməsi altında 85 °C-də 1000 saat işləmədən sonra ilkin səmərəliliyinin 96%-ni saxladı. Bundan əlavə, 11,52 sm ² diafraqma sahəsi olan mini modullar 21,47% səmərəliliyə çatdı.”

Komandanın Lyuis əsaslı formalaşma strategiyası tezliklə digər perovskit materiallarına tətbiq oluna bilər ki, bu da perovskite əsaslanan günəş elementlərinin inkişafına və onların gələcəkdə real dünyada yerləşdirilməsinə potensial töhfə verə bilər. Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq Fu, Sun və onların həmkarları Lyuis turşusu olan duz semikarbazid hidroxloridindən istifadə etdilər, lakin onların yanaşması aşağı turşu dissosiasiya sabiti nümayiş etdirən hər hansı digər Lyuis turşusu olan duzdan istifadə etməklə təkrarlana bilər.

Daha çox məlumat: Sheng Fu et al, Effektiv və sabit perovskit günəş hüceyrələri üçün Lewis əsaslarının tələb əsasında formalaşması, Təbiət Nanotexnologiyası (2025). DOI: 10.1038/s41565-025-01900-9 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Nanotexnologiyası , Təbiət Enerjisi

© 2025 Science X Network