Home Notizie recenti I punti quantici aumentano l’efficienza e la scalabilità delle celle solari di...

I punti quantici aumentano l’efficienza e la scalabilità delle celle solari di perovskite

65
0
Celle a energia solare

Le perovskiti sono composti ibridi costituiti da alogenuri metallici e costituenti organici. Mostrano un grande potenziale in una vasta gamma di applicazioni, ad esempio luci LED, laser e fotorilevatori, ma il loro contributo principale è nelle celle solari, dove sono pronte a superare il mercato rispetto alle loro controparti in silicio.

Uno degli ostacoli che deve affrontare la commercializzazione delle celle solari in perovskite è che la loro efficienza di conversione dell’energia e stabilità operativa diminuiscono man mano che aumentano, rendendo difficile mantenere prestazioni elevate in una cella solare completa.

Il problema è in parte con lo strato di trasporto degli elettroni della cellula, che assicura che gli elettroni prodotti quando la cellula assorbe la luce si trasferiscano in modo efficiente all’elettrodo del dispositivo. Nelle celle solari di perovskite, lo strato di trasporto degli elettroni è costituito da biossido di titanio mesoporoso, che mostra una bassa mobilità degli elettroni ed è anche suscettibile a eventi fotocatalitici avversi alla luce ultravioletta.

Vedi anche:  In che modo prendere possesso della tua salute può aiutarti ad aumentare la durata della tua vita

In una nuova pubblicazione in Scienza, gli scienziati guidati dal professor Michael Grätzel dell’EPFL e dal dottor Dong Suk Kim del Korea Institute of Energy Research hanno trovato un modo innovativo per aumentare le prestazioni e mantenerle a un livello elevato nelle celle solari a perovskite anche su larga scala. L’idea innovativa era quella di sostituire lo strato di trasporto degli elettroni con un sottile strato di punti quantici.

I punti quantici sono particelle di dimensioni nanometriche che agiscono come semiconduttori ed emettono luce di lunghezze d’onda specifiche (colori) quando sono illuminate. Le loro proprietà ottiche uniche rendono i punti quantici ideali per l’uso in una varietà di applicazioni ottiche, compresi i dispositivi fotovoltaici.

Gli scienziati hanno sostituito lo strato di trasporto degli elettroni di biossido di titanio delle loro cellule di perovskite con un sottile strato di punti quantici di ossido di stagno (IV) stabilizzato con acido poliacrilico e hanno scoperto che migliorava la capacità di cattura della luce dei dispositivi, sopprimendo anche la ricombinazione non radiativa. un fenomeno di riduzione dell’efficienza che a volte assume l’interfaccia tra lo strato di trasporto di elettroni e lo strato di perovskite effettivo.

Vedi anche:  Anche gli algoritmi di raccomandazione che alimentano Amazon e Netflix possono migliorare le immagini satellitari

Utilizzando lo strato di punti quantici, i ricercatori hanno scoperto che le celle solari di perovskite di 0,08 centimetri quadrati hanno raggiunto un’efficienza di conversione di potenza record del 25,7% (certificata 25,4%) e un’elevata stabilità operativa, facilitando al contempo lo scale-up. Quando si aumenta la superficie delle celle solari a 1, 20 e 64 centimetri quadrati, l’efficienza di conversione dell’energia misurata rispettivamente a 23,3, 21,7 e 20,6%.


Articolo precedenteBooster fornisce protezione anticorpale contro la variante Omicron: Lancet
Articolo successivoIl team sviluppa batterie al litio-aria con una densità di energia superiore alle attuali batterie agli ioni di litio