Ionit kuriin perovskiittisissa aurinkokennoissa

09.03.2023

North-Carolina-ionit-raerajoille-perovskiittikennossa-250.jpgTutkijat ovat havainneet, että ionien kanavoiminen määrätyille reiteille perovskiittimateriaaleissa parantaa perovskiitin aurinkokennojen vakautta ja toimintakykyä.

Perovskiittimateriaalit, jotka määritellään niiden kiderakenteen perusteella, absorboivat valoa paremmin kuin pii. Tämä tarkoittaa, että perovskiittiset aurinkokennot voivat olla ohuempia ja kevyempiä kuin piiaurinkokennot tinkimättä kennon kyvystä muuntaa valoa sähköksi.

North Carolina State University professori ja uuden tutkimuslöydön vastaava kirjoittaja Aram Amassian toteaa: "Olemme kiinnostuneita integroimaan perovskiittimateriaaleja piiaurinkokennotekniikoihin, mikä parantaisi niiden tehokkuutta 25 prosentista 40 prosenttiin samalla kun hyödynnettäisiin olemassa olevaa infrastruktuuria."

Perovskiittisten aurinkokennojen pitkäaikaista toiminnan vakautta ei ole kuitenkaan voitu ylläpitää.

Perovskiitit ovat ionisia materiaaleja ja kun perovskiittiin kohdistetaan jännite, se saa ionit kulkemaan materiaalin läpi. Näiden liikkuvien ionien uskotaan myötävaikuttavan materiaalin kemiallisiin ja rakenteellisiin muutoksiin, jotka lopulta tekevät materiaaleista tehottomia ja epävakaita.

"Emme ole löytäneet tapaa estää ionien liikkumista perovskiittimateriaalien läpi, mutta olemme havainneet, että on mahdollista ohjata nämä ionit turvalliseen kanavaan, joka ei heikennä materiaalin rakenteellista eheyttä tai suorituskykyä", Amassian sanoo. "Se on iso askel eteenpäin."

Turvallinen kanava on tässä tapauksessa raerajat, jota muodostuvat monikiteisen perovskiitin kiteiden tai "rakeiden" välille.

"Olemme havainneet, että rakeet ovat paremmin suojattuja heikentymiseltä, kun ionit liikkuvat pääasiassa raerajaa pitkin", sanoo tutkijatohtori Masoud Ghasemi.

"Rakeita suojaavien vahvempien raerajojen suunnittelu on olennaista ionien kulkeutumisen estämiseksi ja lisäksi estämässä muita haitallisia lajeja, kuten happea pääsemästä rakeisiin, mikä lieventää ongelmallisia kemiallisia ja rakenteellisia muutoksia materiaalissa."

"Tämä on tärkeä oivallus, koska on olemassa vakiintuneita tekniikoita, joita voimme käyttää perovskiittimateriaalien ja niiden raerajojen suunnitteluun", Amassian sanoo. "Lyhyesti sanottuna tiedämme nyt, mitä on tehtävä paljon vakaampien perovskiittien valmistamiseksi."

Työ voi myös antaa vinkkejä tehokkaampien energian varastointitekniikoiden kehittämiseen.

Aiheesta aiemmin:

Merkittäviä läpimurtoja perovskiiteissä

Pehmusteella tehostettua perovskiittia

Perovskiittikennojen parannuksia

16.05.2024Hybridilomittuminen tehostaa kvanttiteleportaatiota
15.05.2024Säilölaskentaa molekyyleillä ja keinolihaksilla
14.05.2024Muisti ferrosähköisestä ja ferromagneettisesta alueista
13.05.2024Metamateriaalia analogiseen optiseen laskentaan
10.05.2024Elektronit vauhdikkaina kaksiulotteisissa polymeereissä
09.05.2024Entistä tehokkaampia dielektrisiä kondensaattoreita
08.05.2024Elektronikanavia ilman resistanssia
07.05.2024Uusia kehitysnäkymiä kvanttitietotekniikalle
06.05.2024Mikrobeja torjuva kuparipinta kosketusnäytöille?
04.05.2024Kuinka valo voi höyrystää vettä ilman lämpöä
03.05.2024Puolijohdemateriaalista paljastuu "yllättävä" piilotoiminta
02.05.2024Äänivärähtelyihin perustuva kvanttimuisti
01.05.2024Joustava ja tehokas DC-muunnin kestävän energian mikroverkkoihin
30.04.2024Valo reagoi magneettikenttään kuin elektroni
29.04.2024Valoa tehokkaammin ja valolla tunnustellen
27.04.2024Aivojen kaltainen tietokone vedellä ja suolalla
26.04.2024Uudenlaisia kondensaattoreita ja keloja
25.04.2024Kvanttielektroniikka grafeenien avulla
24.04.2024Akku ja superkonkka yhteen soppii
23.04.2024Kaareva datalinkki esteitä ohittamaan
22.04.2024Kvanttimateriaali lupaa uutta puhtia aurinkokennoille
21.04.2024Läpimurto lupaa turvallista kvanttilaskentaa kotona
20.04.2024Yksi atomikerros kultaa ja molekyylikorjaaja
19.04.2024Uusia ja yllättäviä topologiota
18.04.2024Kvanttivalo syntyy renkaassa ja lähtee kiertueelle
17.04.2024Fononit ja magnonit kaveraavat
16.04.2024E-nenälle ihmisen tasoinen hajuaisti
15.04.2024Valo valtaa alaa magnetismissa
13.04.2024Nanorakenteilla energiaa haihtuvasta vedestä
12.04.2024Bolometrit kubitteja mittaamaan
11.04.2024Kudottavia ohuita puolijohdekuituja
10.04.20242D-antenni tehostaa hiilinanoputkien valontuottoa
09.04.2024Lisää tiedonsiirtokapasiteettia langattomaan viestintään
08.04.2024Korkealaatuisia mikroaaltosignaaleja fotonisirulta
05.04.2024Kahden konstin grafeeni
04.04.2024Kohti utopistisia verkkoja
03.04.2024Lehtipihan hyönteinen inspiroi näkymättömyysrakenteita
02.04.2024Aivojen inspiroima langaton anturijärjestelmä
01.04.2024Uusi energiatehokas mikroelektroninen rakenne
29.03.2024Harppaus kohti valon nopeita tietokoneita
28.03.2024Kertakäyttöiset tekoälyanturit terveyden seurantaan
27.03.2024Kvantti-interferenssi ja transistori
26.03.2024Robotti tarttuu lihanpalaan ja keskustelee kaverinsa kanssa
25.03.2024Piin kanssa yhteensopivia magneettisia pyörteitä
23.03.2024Kaksitoiminen katalyytti tekee sen halvemmalla
22.03.2024Hiilinanoputket käyttöön
21.03.2024Fotonisirut valtaavat alaa
21.03.2024Uusi 2D-materiaalien maailma on avautumassa
19.03.2024Suprajohteet auttavat tietokoneita "muistamaan"
18.03.2024Kvanttimateriaalitutkimuksen uudet työkalut
16.03.2024Räjähtämätön vedyntuotantomenetelmä
15.03.2024Kvanttitietokoneita atomeihin perustuen
14.03.2024Elektronit vedessä ja särkyneinä
13.03.2024Sateenvarjo atomeille
12.03.2024Magnetismilla energiatehokasta laskentaa
11.03.2024Molekyylielekroniikan johteita ja kytkimiä
09.03.2024Elektroniikkaromusta kultaa edullisesti
09.03.2024Jännitystä aurinkoenergian keräämiseen
07.03.2024Kolmas ulottuvuus langattoman prosessoinnille
06.03.2024Mikroaaltoinen fotoniikkasiru nopeaan signaalinkäsittelyyn
05.03.2024Palonkestävä natriumakku
04.03.2024Polymeeripohjaiset viritettävät optiset komponentit
01.03.2024Tulevaisuuden kubitti luotiin kvanttiprosessoriin
28.02.2024Fotonien napakymppi ja tehokas ylösmuunnos
27.02.2024Elektroneja murto-osina grafeenissa
26.02.2024Elektronin ja fononin vuorovaikutuksen mysteeri
24.02.2024Entistä tehokkaampia aurinkokennoja
23.02.2024Uusi resepti kvanttisimuloinnille
22.02.2024Li-ion-johteita uuden suunnan kestäville akuille
21.02.2024Uusi laji magnetismia
20.02.2024Hyppivät atomit muistavat missä ne ovat olleet
19.02.2024Puolipallon muoto aurinkokennoon
17.02.2024Perovskiittiä vihreän vedyn tuotantoon
16.02.2024Fotoniikan nanovalmistusta printterillä
15.02.2024Neuromorfisia näkösensoreita
14.02.20242D-materiaaleista heterorakenteita
13.02.2024Magneettisten supervoimien vapauttaminen
12.02.2024Kvanttiedulla liikkuva maali
10.02.2024Antureita ympäristöhaittojen seurantaan
09.02.2024Kohti kvantti-internetiä ja kvanttiviestintää
08.02.2024Tehokkaita röntgensäteitä ja ultraviolettivaloa
07.02.2024Kubitti, jossa on sisäänrakennettu virheenkorjaus
06.02.2024Laskentaa valoaalloilla
05.02.20243D-tulostettu elektroninen iho ja näyttö
03.02.2024Läpimurto kvanttipisteisissä aurinkokennoissa
02.02.2024Äänikäyttöiset anturit säästävät miljoonia paristoja
01.02.2024Energiankeruuta ja kuvantamista samanaikaisesti
31.01.2024Pitkään kestäviä grafeenin laaksotiloja kubiteille
30.01.2024Pinoa neuroverkkojärjestelmiä rakennelohkoista
29.01.2024Vihreiden ledien tehokkuus paremmaksi
27.01.2024Ultranopea vetyvuodon anturi
26.01.2024Uusi ehdokas yleismuistiksi
25.01.2024Teollisesti valmistettava kvanttimuisti
24.01.2024Ensimmäinen topologinen kvanttipiiri
23.01.2024Grafeenista vihdoin toiminnallinen puolijohde
23.01.2024Lämpösähköä esineiden Internetille
20.01.2024Polttokenno toimii maaperässä ikuisesti
19.01.2024Tutkijat loivat loogisen kvanttiprosessorin
18.01.2024Kvanttilomittuminen ja topologia ovat erottamattomia
17.01.2024Tutkimus tasoittaa tietä paremmille metalliakuille

Näytä lisää »