Paremmin kestäviä perovskiittikennoja

17.05.2017

Imperial-College-London-perovs-solar-atomitasolla-300-t.jpgImperial College Londonin johdolla tutkijat ovat paljastaneet tarkan mekanismin, joka aiheuttaa perovskiittisten aurinkokennojen heikkenemisen ilman vaikutuksessa, pohjustaen näin tietä korjausratkaisulle.

Valoa absorboivia orgaanisia lyijy halogenidi perovskiittejä käytetään aurinkokennoissa, jotka olisivat joustavia ja halvempia valmistaa kuin perinteiset piistä valmistetut aurinkokennot.

Kuitenkin, perovskiittikennot heikkenevät nopeasti luonnollisissa olosuhteissa, heikentäen niiden suorituskykyä muutamassa päivässä.

Jo aiemmin tutkijat ovat havainneet heikkenemisen johtuva superoksidien muodostumisesta perovskiittimateriaaliin. Niitä muodostuu valon osuessa kennoihin ja vapauttaen elektroneja, jotka reagoivat ilman hapen kanssa.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa ryhmä on selvittänyt, että superoksidien muodostumista auttaa perovskiittirakenteessa olevat tilat, joissa normaalisti on jodidimolekyylejä. Vaikka jodidi on osa itse perovskiittimateriaalia, on vikoja, joista jodidi puuttuu ja niissä sitten superoksideja muodostuu.

Tutkijatiimi havaitsi, että lisäämällä materiaaliin valmistuksen jälkeen jodidia se paransi vakautta, mutta pysyvämpi ratkaisu voisi olla muokata jodidivikoja pois.

Uuden tutkimuksen johtava tekijä Nicholas Aristidou Imperialin kemian osastolta, toteaa: ”Kun tunnistamme jodidivikojen roolin tuottaa superoksidia, voisimme parantaa materiaalin vakautta täyttämällä avoimia vakansseja lisätyillä jodidin ioneilla. Tämä avaa uuden tavan optimoida materiaaliin parempi vakaus hallitsemalla läsnä olevien vikojen tyyppiä ja tiheyttä.”

Tällä hetkellä ainoa tapa suojella perovskiittikennojen heikkenemistä ilman ja valon vaikutuksesta on koteloida ne lasiin. Tällöin kuitenkin menetetään materiaalin joustavuuden tuomat edut.

Ryhmä toivoo seuraavaan testin tuovan vakautta kennojen todellisissa ympäristöissä. Kennot joutuisivat sekä hapen että kosteuden vaikutuksille, jolloin kennojen testaus vastaisi enemmän todellista tilannetta.

21.08.2017Karkkimainen superkondensaattori
18.08.2017Atomit kohdilleen
16.08.2017Fotoni kerrallaan huonelämpötilassa
14.08.2017Tehokkaampaa lämpösähköisyyttä
11.08.2017Elektroniikan uusi ulottuvuus
09.08.2017Valo ja sähkö yhteen sopii
07.08.20173D-siru yhdistää prosessoinnin ja muistin
04.08.2017Fotoneista kvantti-informaation tehostajia
01.08.2017Spintroniikkaa ja topologiaa
21.07.2017Ylösmuunnetulla valolla on valoisa tulevaisuus

Siirry arkistoon »