Perovskiitti sen kun porskuttaa

24.02.2017

Toronto-perovkiitti-kennojen-valmistus-300-t.jpgToronto Engineeringin innovaatio on tuottanut uusia tapoja valmistaa ja kehittää perovskiittisia aurinkokennoja. Näiden edullisesti tuotettavien kennojen valmistuksen yksi hankaluus on ollut elektronien erotteluun liittyvän kontaktikerroksen kalleus.

Paras kontaktimateriaali tuotetaan jauheesta, joka sitten sintrataan yli 500 Celsius-asteen lämpötiloissa. Siten tätä ei voida tuottaa muovipohjalle tai edes valmiin piikennon pinnalle.

Toronton tutkijat ovat kehittäneet uuden kemiallisen reaktion, joka voi tuottaa erottelukerroksen nanohiukkasten liuoksesta, suoraan elektrodin pintaan. Lämpöä tässä prosessissa tarvitaan alle 150 Celsius-astetta.

Menetelmällä valmistetulle aurinkokennolleen he saavuttivat muunnostehokkuuden 20,1 prosenttia. Menetelmä parantaa myös kennon vakautta, mikä on yksi perosvskiittikennojen ongelma.

Matalampi prosessilämpötila mahdollistaa myös perovskiittikennojen liittämisen suoraan piikennon päälle vahingoittamatta piimateriaalia. Hybridi perovskiitti-pii aurinkokenno saavuttaa jopa 30 prosenttisen muunnostehokkuuden.

Floridan yliopiston College of Engineering apulaisprofessori Shangchao Lin on puolestaan julkaissut tutkimuspaperin, ennustaen miten orgaanis-epäorgaaninen hybridimateriaali eli organometalli halogenidi perovskiitti, voisi olla mekaanisesti joustavampi kuin nykyiset epäorgaaniset materiaalit, joita käytetään aurinkokennoissa, lämpösähköisissä laitteissa ja valodiodeissa.

Matemaattisien simulaatioiden avulla Lin totesi, että nämä materiaalit olisivat myös erittäin taipuisia ja joustavia. Niiden arvioidaan murtuvan hitaasti kiteisestä amorfiseen siirtymän kautta, mikä tekisi ne hyvin vaurioita sietäväksi.

Tutkimuksissaan Lin ja hänen ryhmänsä ovat selvittäneet myös, että hybridiperovskiitit ovat kaksi kertaa niin tehokkaita kuin paras nykyinen lämpösähkömateriaali, vismutti-telluride, mikä on erittäin kallista ja koostuu harvinaisista maametalleista.

Aiheesta aiemmin:

Perovskiitistä on moneen

Yllätyksellinen perovskiitti

 

13.11.2019Uudenlaisia fotonisia nestekiteitä
12.11.2019Onnistumisia orgaanisissa
11.11.2019Kohti älykkäitä mikrorobotteja
09.11.2019Suomen suurin valtti kybersodassa on luottamus
08.11.2019Jäähdytystekniikkaa 3D-elektroniikalle vaikka avaruuteen
07.11.2019Uusia tiloja grafeenin taikakulmassa
06.11.2019Kohti antiferromagneettisia muisteja
05.11.2019Muuntaa 2D-tasot pehmeiksi ja joustaviksi 3D-rakenteiksi
04.11.2019Tarkempia kiderakenteita ja proteiineja aurinkokennoihin
01.11.2019Kvanttiakussa ei synny häviöitä

Siirry arkistoon »