Läpimurto kvanttipisteisissä aurinkokennoissa

Uraauurtava tutkimusläpimurto aurinkoenergiassa on edistänyt maailman tehokkaimman kvanttipisteisen (QD) aurinkokennon kehittämistä. Kyseessä on merkittävä harppaus kohti seuraavan sukupolven aurinkokennojen kaupallistamista.

Ulsan National Institute of Science and Technologyn (UNIST) professori Sung-Yeon Jangin johtama tutkijaryhmä on paljastanut uuden ligandinvaihtotekniikan. Tämä innovatiivinen lähestymistapa mahdollistaa orgaanisten kationeihin perustuvien perovskiittisten kvanttipisteiden (PQD) synteesin, mikä varmistaa poikkeuksellisen vakauden ja estää aurinkokennojen fotoaktiivisen kerroksen sisäisiä vikoja.

"Kehittynyt teknologiamme on saavuttanut vaikuttavan 18,1 %:n hyötysuhteen QD-aurinkokennoissa", sanoo professori Jang. "Tämä merkittävä saavutus edustaa korkeinta tehokkuutta kvanttipisteaurinkokennoissa.”

Kasvava kiinnostus aihetta kohtaan on ilmeistä, sillä viime vuonna kolme tutkijaa, jotka löysivät ja kehittivät kvanttipisteitä edistyneinä nanoteknologiatuotteina, palkittiin Nobelin kemian palkinnolla.

Kvanttipisteet ovat puolijohtavia nanokiteitä, joiden tyypilliset mitat vaihtelevat useista kymmeniin nanometreihin ja jotka pystyvät säätelemään valosähköisiä ominaisuuksia hiukkaskokonsa perusteella.

Erityisesti perovskiittiset kvanttipisteet ovat saaneet tutkijoilta merkittävää huomiota erinomaisten valosähköisten ominaisuuksiensa vuoksi. Lisäksi niiden valmistusprosessi on varsin yksinkertainen.

Vaikka lyijyhalogenidi-perovskiittiiin perustuvat kolloidiset kvanttipisteet (PQD) ovat nousseet lupaavaksi valoaktiiviseksi materiaaliksi aurinkokennoille, tähän asti tehty tutkimus on keskittynyt pääasiassa epäorgaanisien kationien PQD:iin huolimatta siitä, että orgaanisten kationien PQD:illä on edullisemmat kaistavälit.

Nyt tutkijat kehittivät aurinkokennoja käyttämällä kapeakaistaisia orgaanisiin kationeihin perustuvia PQD:itä ja osoittivat niillä huomattavasti paremman tehokkuuden verrattuna epäorgaanisiin vastineisiinsa.

"Tämä tutkimus esittelee uuden suunnan orgaanisten PQD:iden ligandinvaihtomenetelmälle, joka toimii katalysaattorina QD-aurinkokennomateriaalin tutkimuksen mullistamiseksi tulevaisuudessa", kommentoi professori Jang.

Aiheesta aiemmin: