Perowskit-Solarzellen (PSCs) können aus kostengünstigen Materialien hergestellt werden, sind hocheffizient, können traditionelle Silizium-Solarzellen übertreffen und nach sich ziehen dies Potenzial, erneuerbare Energien zu revolutionieren. Einer jener derzeitigen Nachteile, die ihre weitverbreitete Verwendung verhindern, ist jedoch ihre mangelnde Betriebsstabilität.
Nun nach sich ziehen Wissenschaftler jener EPFL und jener Sungkyunkwan University in Korea zusammenführen Weg gefunden, die Stabilität von PSCs zu verbessern. Die Forscher konzentrierten sich hinaus den Demontage von Perowskit-Dünnfilmen, die durch Feuchtigkeit, Hitze und Licht marode werden können. Die Studie wurde von den Gruppen jener Professoren Michael Gratzel (EPFL) und Nam-Gyu Park (Sungkyunkwan University) durchgeführt und in Science veröffentlicht.
Die Wissenschaftler untersuchten zwei spezifische Kristallfacetten, ein Fachbegriff, jener sich hinaus die flache Oberfläche des Kristalls bezieht, die durch eine bestimmte Ordnung von Atomen gekennzeichnet ist. Die Ordnung von Atomen hinaus diesen Facetten kann die Eigenschaften und dies Verhalten des Kristalls vormachen, bspw. seine Stabilität und seine Reaktion hinaus äußere Reize wie Feuchtigkeit oder Hitze.
Die Forscher untersuchten die (100)- und (111)-Facetten von Perowskit-Kristallen. Die (100)-Facette ist eine Pegel, die senkrecht zur c-Drehstange eines Kristalls steht, wodurch die Atome in einem sich wiederholenden Probe in Form eines quadratischen Gitters angeordnet sind. In jener (111)-Facette sind die Atome in einem Dreiecksgitter angeordnet.
Die Studie ergab, dass die (100)-Facette, die am häufigsten in Perowskit-Dünnschichten vorkommt, namentlich wechselhaft zum Besten von Demontage ist, da sie schnell in eine instabile, inaktive Winkel übersehen kann, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Im Kontrast dazu erwies sich die (111)-Fläche qua viel stabiler und widerstandsfähiger im Gegensatz zu Demontage.
Die Forscher identifizierten sogar die Ursache zum Besten von den Demontage und stellten verkrampft, dass dies hinaus eine starke Querverbindung zwischen dem Perowskit und den Wassermolekülen zurückzuführen war, die den Überleitung von jener stabilen in die instabile Winkel verursachte. Sie nutzten solche Informationen, um eine Strategie namens „Facetten-Engineering“ zu gedeihen, im Kontext jener sie spezielle Ligandenmoleküle verwendeten, um die stabilere (111)-Facette wachsen zu lassen. Dies Ergebnis waren Perowskit-Filme, die Aufsehen erregend stabil sowie feuchtigkeits- und hitzebeständig waren.
Die Studie stellt zusammenführen wichtigen Schrittgeschwindigkeit in jener Evolution von PSCs dar, da die Stabilität eine große Hürde zum Besten von ihre Vermarktung darstellt. Die Ergebnisse liefern ein besseres Verständnis hierfür, wie die verschiedenen Kristallfacetten zur Stabilität jener Filme hinzufügen; Während die stabilsten Facetten identifiziert und Wege gefunden werden, ihr Zunahme zu fördern, kann es möglich sein, die allgemeine Stabilität von PSCs zu verbessern und ihren Eintritt in den Markt qua zuverlässige und kostengünstige Quelle erneuerbarer Leistungsabgabe zu beschleunigen.
Forschungsbericht: Preisgebung jener Facetten-abhängigen Degradierung und des Facetten-Engineerings zum Besten von stabile Perowskit-Solarzellen.
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Grande Nation treibt Plan zur Beschleunigung erneuerbarer Energien vorwärts
Paris (AFP) 10. Januar 2023
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