Rice University skaber krystaller, der akkumulerer solenergi

Rice University skaber krystaller, der akkumulerer solenergi

Ingeniører ved Rice University har oprettet mikroskopiske frø at dyrke krystaller af et mineral kaldet perovskit, der er ensartede, stabile og yderst effektive til høst af elektricitet fra sollys.

Disse krystaller er organiske materialer fremstillet af rigelige og billige ingredienser, og Rice Universitys frøavlsmetode adresserer udbytte- og produktionsproblemer, der har holdt tilbage solcellekrystalteknologi.

I en undersøgelse offentliggjort i online-boghandlen Advanced Materials beskriver kemiske ingeniører ved Rice's George R.Brown School of Engineering, hvordan man fremstiller frøene og bruger dem til at dyrke homogene tynde film, meget efterspurgte materialer, der består af ensartede tykke lag. I laboratorietest viste det sig, at solcelleanordninger fremstillet af filmene var effektiv .

En dyr, men effektiv proces

'Du kan komme på noget, der er meget homogent i størrelse og egenskaber, hvilket fører til større effektivitet. Vi er tæt på at skære kant enhedens effektivitet i tilfælde af 17%, og det var uden optimering. Jeg tror, ​​vi kan forbedre det på en række måder, ”sagde studieforfatter Aditya Mohite.

Cristal

Mohite sagde, at opnåelse af homogene perovskitfilm har været en stor udfordring i det perovskits fotovoltaiske forskningsmiljø, som er vokset enormt i løbet af det sidste årti. Homogene film forventes at føre til optoelektroniske enheder med høj effektivitet og teknologisk relevant stabilitet

Højeffektive frøavlede solceller fra Rice University viste sig at være ret stabile og bevarede mere end 97% af deres maksimale effektivitet efter 800 timer under belysning uden termisk styring. I tidligere undersøgelser har perovskite solcelleanordninger været meget effektive, men tilbøjelige til hurtig nedbrydning.

Så er disse frø

Ris undersøgelse beskriver også processen med voksende frø: frø opnås ved langsomt at dyrke en ensartet krystal og knuse den i et pulver, som derefter opløses i et opløsningsmiddel. Frøene bevarede den samme andel af ingredienser som den traditionelle opskrift, og derefter blev opløsningsmidlet overtrukket til skiver, identisk med den oprindelige metode til produktion af perovskit. Fordampning og krystalliseringstrin efterligner den oprindelige proces. Den podede opløsning producerer film med en homogen og ensartet overflade svarende til det materiale, hvorfra frøene formales.

frø

Frøvækst har ofte været vist for uorganiske krystaller, men forskerne sagde, at dette er tilfældet første gang det er vist for økologiske perovskitter. Processen er et mål for nanomaterialer, der ofte afprøves, men sjældent opnås: en selvsamlende metode til fremstilling af makroskopiske materialer, der leverer løftet om de enkelte nanopartikler, som de er sammensat af. Forskerne håber at denne teknik kan replikeres i andre applikationer med nanomaterialer.