Halide perovskite güneş pilleri, yeni nesil güneş pili teknolojileri olarak umut vaat ediyor, ancak araştırmacılar malzeme özelliklerini iyileştirmek için teknikler geliştirmiş olsalar da, hiç kimse bu tekniklerin neden işe yaradığını anlamadı.
Yeni araştırma, bu mühendislik çözümlerinin arkasındaki bilime ışık tutuyor ve daha verimli halide perovskite güneş pilleri geliştirmenin yolunu açıyor.
Sonuçlar, Çoklu Katyon Sinerjisi, Karışık Halide Perovskitlerde Faz Ayrışmasını Bastırıyordergide yayımlanır joule.
Aram Amassian, “Aradığınız arzu edilen özelliklere sahip halide perovskit güneş pilleri tasarlamak istiyorsanız, yalnızca malzemenin farklı koşullar altında nasıl davrandığını değil, aynı zamanda neden davrandığını da anlamalısınız” diyor. iş ve bir malzeme bilimcisi ve mühendisi Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi.
Karışık halojenür perovskite bileşiklerinin sentez sürecine sezyum ve rubidyum eklenmesi, elde edilen güneş pilini kimyasal olarak daha homojen hale getirir – bu, malzemenin özelliklerini hücre boyunca daha tekdüze hale getirmek için kritik öneme sahiptir. Ama şimdiye kadar kimse nedenini bilmiyordu.
Araştırmak için araştırmacılar, sentez işlemi sırasında oluşan kristal bileşiklerdeki gerçek zamanlı değişiklikleri yakalamak ve izlemek için X-ışını teşhisini kullandılar. Çalışmalar, Cornell Yüksek Enerji Senkrotron Kaynağı olan CHESS’te gerçekleştirildi.
Amassian, “Bazı öncüllerin veya içerik maddelerinin, ana unsurları malzeme boyunca düzensiz bir şekilde kümeleyebilen, istediğimizden farklı bileşikler oluşturduğunu bulduk” diyor.
“Ayrıca, sezyum ve rubidyumun aynı anda sürece dahil edilmesinin, bu diğer bileşiklerin oluşumunu etkili bir şekilde baskıladığını ve yüksek performanslı güneş pilleri yapmak için kullanılan, istenen, homojen halojenür perovskit bileşiğinin oluşumunu kolaylaştırdığını da bulduk.”
Araştırma NSF’ler tarafından finanse edildi Elektrik, İletişim ve Siber Sistemler Bölümü ve kısmen, üç NSF müdürlüğü tarafından ortaklaşa desteklenen yüksek enerjili bir senkrotron kaynağı olan CHESS’te yürütülmüştür: Biosciences; Mühendislik; ve Matematik ve Fizik Bilimleri’ Malzeme Araştırma Bölümü.