HZB lucrează la celule solare stabile de perovskit fără plumb; revista pv Germania
O echipă internațională de cercetare, condusă de un om de știință de la Centrul Helmholtz Berlin pentru Materiale și Energie, folosește staniu în loc de plumb toxic pentru straturile de perovskit. Compușii organici protejează cositorul de oxidare și asigură stabilitatea.
Figura arată schimbările în structura filmelor FASnI3: PEACl în timpul tratamentului la diferite temperaturi.
Grafică: Meng Li/HZB
divide
O celulă solară fără plumb, bazată pe perovskit, care oferă performanțe stabile pe o perioadă lungă de timp - acesta este scopul unei cooperări internaționale conduse de Antonio Abate de la Centrul Helmholtz Berlin pentru Materiale și Energie (HZB) și Zhao-Kui Wang de la Institutul pentru Nano Funcțional. - și materiale moi (FUNSOM) de la Universitatea Soochow din China. În prezent, celulele solare de înaltă performanță din perovskit conțin în continuare metalul toxic toxic - fără plumb, se realizează numai niveluri scăzute de eficiență, care scad și ele rapid. Ca primul rezultat al cooperării în cercetare, HZB anunță acum că straturile stabile de perovskit pot fi produse și cu staniu în loc de plumb. Compușii organici protejează cositorul de oxidare și asigură stabilitatea.
Potrivit HZB, staniu era deja cea mai bună alternativă pentru plumb în perovskitele cu halogenuri. În teorie, perovskitele cu halogenuri cu staniu în loc de plumb ar trebui să aibă proprietăți optice excelente, dar în practică eficiența lor este mediocră și scade rapid din cauza reacțiilor cationilor de staniu cu oxigenul ambiental. Echipa de cercetare a inserat acum grupuri organice în material, creând astfel o structură bidimensională care duce la așa-numitele faze 2D Ruddlesden Popper. „Folosim clorură de feniletilamoniu (PEACl) ca aditiv la straturile de perovskit”, explică primul autor Meng Li. Li este post-doctorat în grupul Abate și a organizat o cooperare strânsă cu partenerii chinezi. Li continuă: „Apoi efectuăm un tratament termic în timp ce moleculele PEACl migrează în stratul de perovskit. Acest lucru duce la stive ordonate vertical de cristale bidimensionale de perovskit. "
În instalația de radiație sincrotronă din Shanghai (SSRF), morfologia și proprietățile cristaline ale filmelor de perovskită au fost analizate după diferite tratamente de recoacere. Lau HZB, cel mai bun dintre aceste celule solare perovskite fără plumb a obținut o eficiență de 9,1 la sută și valori ridicate de stabilitate atât la lumina zilei, cât și la întuneric. Moleculele PEACl se acumulează între straturile cristaline de perovskit ca urmare a tratamentului termic și formează o barieră care împiedică oxidarea cationilor de staniu. Prin urmare, Antonio Abate de la HZB este convins că munca echipei de cercetare va deschide calea către celule solare perovskite fără plumb mai eficiente și mai stabile.