L'avenir des piles solaires de perovskite brille peu un plus lumineux

C'est où un autre, relativement la nouveau-à-science, matériel entre -- perovskite haloïde en métal. Une fois niché au centre d'une pile solaire, cette lumière de convertis cristalline de structure également à l'électricité, mais beaucoup à un plus peu coûteux que le silicium. En outre, des piles solaires basées sur perovskite peuvent être fabriquées utilisant rigide et les substrats souples ainsi, à côté d'être meilleur marché, elles pourraient être plus légères et flexibles. Mais, pour avoir le potentiel réel, ces prototypes doivent augmenter dans la taille, efficacité, et durée de vie.

Maintenant, dans une nouvelle étude, éditée dans l'énergie nanoe, les chercheurs dans les matériaux d'énergie et l'unité extérieure des sciences, menée par professeur Yabing Qi, chez Okinawa Institute de l'université de diplômé de science et technologie (OIST) ont démontré que la création d'une des matières premières nécessaires pour des perovskites d'une manière différente pourrait être principale au succès de ces cellules.

« Il y a une poudre cristalline nécessaire en perovskites a appelé FAPbI3, qui forme la couche de l'amortisseur de la perovskite, » a expliqué un des auteurs importants, Dr. Guoqing Tong, chercheur post-doctoral dans l'unité. « Précédemment, cette couche a été fabriquée en combinant deux matériaux -- PbI2 et FAI. La réaction qui a lieu produit FAPbI3. Mais cette méthode est loin d'être parfaite. Il y a souvent des restes d'un ou tous deux des matériaux originaux, qui peuvent empêcher l'efficacité de la pile solaire. »

Pour venir à bout ceci, les chercheurs ont synthétisé la poudre cristalline suivre une méthode de génie industriel plus précise de poudre. Ils employaient toujours un du materials-PbI2 cru -- mais également étapes supplémentaires incluses, qui a impliqué, notamment, chauffant le mélange à 90 degrés de Celsius et soigneusement dissolvant et filtrant tous restes. Ceci s'est assuré que la poudre en résultant était de haute qualité et structurellement parfait.

Un autre avantage de cette méthode était que la stabilité de la perovskite a augmenté à travers les différentes températures. Quand la couche de l'amortisseur de la perovskite a été formée de la réaction originale, elle était stable à températures élevées. Cependant, à la température ambiante, elle a tourné de brun pour jaunir, qui n'était pas idéal pour la lumière de absorption. La version synthétisée était brune même à la température ambiante.

Dans le passé, les chercheurs ont créé une pile solaire basée sur perovskite avec l'efficacité plus de 25%, qui est comparable aux piles solaires basées sur silicium. Mais, pour déplacer ces nouvelles piles solaires au delà du laboratoire, un classieux dans la taille et la stabilité à long terme est nécessaire.

« les piles solaires de Laboratoire-échelle sont minuscules, » a dit prof. Qi. « La taille de chaque cellule est seulement environ 0,1 cm2. La plupart des chercheurs se concentrent sur ces derniers parce qu'il est plus facile les créer. Mais, en termes d'applications, nous avons besoin de modules solaires, qui sont beaucoup plus grands. La durée de vie des piles solaires est également quelque chose que nous devons être conscients de. Bien que l'efficacité de 25% ait été précédemment réalisée, la durée de vie était, tout au plus, quelques mille heures. Après ceci, l'efficacité des cellules a commencé à diminuer. »

Utilisant la poudre de perovskite, le Dr. cristallins synthétisés Tong, à côté de Dr. Dae-Yong Son et les autres scientifiques de technicien d'unité de recherches dans Unit de prof. Qi, a réalisé une efficacité de conversion de plus de 23% en leur pile solaire, mais la durée de vie était plus de 2000 heures. Quand elles ont mesuré jusqu'aux modules solaires de 5x5cm2, elles réalisaient toujours plus d'efficacité de 14%. Comme preuve-de-concept, elles ont fabriqué un dispositif qui a utilisé un module solaire de perovskite pour charger une batterie d'ion de lithium.

Ces résultats représentent une étape essentielle vers efficace et des piles solaires et les modules basés sur perovskite stables qui pourraient, un jour, soient utilisés en dehors de du laboratoire. « Notre prochaine étape est de faire un module solaire est 15x15cm2 et a dont une efficacité plus de 15%, » a dit Dr. Tong. « Un jour j'espère que nous pouvons actionner un bâtiment à OIST avec nos modules solaires. »

Ce travail a été soutenu par le programme du Preuve-de-concept de centre de développement des technologies et d'innovation d'OIST.