Ingenieure der Rice University haben erstellt mikroskopische Samen Kristalle eines Minerals namens Perowskit zu züchten, die einheitlich, stabil und hocheffizient bei der Gewinnung von Elektrizität aus Sonnenlicht sind.
Diese Kristalle sind organische Materialien aus reichlich und günstig Zutaten, und die Samenzuchtmethode der Rice University befasst sich mit den Ertrags- und Produktionsproblemen, die die Photovoltaik-Kristalltechnologie behindert haben.
In einer im Online-Buchladen Advanced Materials veröffentlichten Studie beschreiben Chemieingenieure der George R. Brown School of Engineering in Rice, wie man die Samen herstellt und daraus homogene dünne Schichten züchtet, heiß begehrte Materialien aus gleichmäßig dicken Schichten. In Labortests erwiesen sich Photovoltaik-Geräte aus den Folien als effizient .
Ein teurer, aber effizienter Prozess
„Man kann sich etwas einfallen lassen, das in Größe und Eigenschaften sehr homogen ist, was zu mehr Effizienz führt. Wir haben einen Beinahe-Schnitt Rand Geräteeffizienz für den Fall von 17%, und das ohne Optimierung. ich denke wir kann verbessern das in vielerlei Hinsicht “, sagte die Co-Autorin der Studie, Aditya Mohite.
Mohite sagte, dass das Erreichen homogener Perowskitfilme eine große Herausforderung in der Forschungsgemeinschaft der Perowskit-Photovoltaik gewesen sei, die ist enorm gewachsen über das letzte Jahrzehnt. Homogene Filme sollen zu optoelektronischen Bauelementen mit hoher Effizienz und technologisch relevanter Stabilität führen
Hocheffiziente photovoltaische Folien aus Saatkulturen der Rice University erwiesen sich als recht stabil und konservierten mehr als 97% ihres Spitzenwirkungsgrades nach 800 Stunden unter Beleuchtung ohne Wärmemanagement. In früheren Forschungen waren photovoltaische Perowskit-Vorrichtungen hocheffizient, aber anfällig für einen schnellen Abbau.
So sind diese Samen
Die Studie von Rice beschreibt auch den Prozess der wachsende Samen: Samen werden durch langsames Züchten eines einheitlichen Kristalls und Zerkleinern zu einem Pulver erhalten, das dann in einem Lösungsmittel gelöst wird. Die Samen behielten den gleichen Anteil an Zutaten wie das traditionelle Rezept bei, und dann wurde das Lösungsmittel in Scheiben aufgetragen, identisch mit der ursprünglichen Methode der Perowskit-Herstellung. Die Verdampfungs- und Kristallisationsschritte ahmen den ursprünglichen Prozess nach. Die beimpfte Lösung erzeugt Filme mit a homogen und einheitlich Oberfläche, ähnlich dem Material, aus dem die Samen gemahlen werden.
Bei anorganischen Kristallen wurde oft ein Keimwachstum gezeigt, aber die Forscher sagten, dies sei Erstmals es wurde für organische Perowskite gezeigt. Das Verfahren ist ein oft erprobtes, aber selten erreichtes Ziel von Nanomaterialien: eine selbstorganisierende Methode zur Herstellung makroskopischer Materialien, die das Versprechen der einzelnen Nanopartikel halten, aus denen sie bestehen. Die Forscher hoffen dass diese Technik in anderen Anwendungen mit Nanomaterialien repliziert werden kann.
