منظره ای از نقص یونی در سلول های خورشیدی پروسکایت کشف شده است


نمایش هنری منظر نقایص یونی در پروسکایت ها. اعتبار: پروفسور دکتر جانا وینزوف (TU درسدن / cfaed)

گروه پروسکایتهای به اصطلاح متال هالید در سالهای اخیر انقلابی در زمینه فتوولتائیک ایجاد کرده است. به طور کلی ، پروسکیت های متال هالید مواد بلوری هستند که از ساختار ABX پیروی می کنند3، با ترکیب متفاوت. در اینجا ، A ، B و X ممکن است ترکیبی از یونهای مختلف آلی و غیر آلی را نشان دهند. این مواد دارای تعدادی ویژگی هستند که برای استفاده در سلولهای خورشیدی ایده آل هستند و می توانند به دستگاههای الکترونیکی بسیار کارآمد مانند لیزر ، LED یا آشکارسازهای نوری کمک کنند. در مورد توسعه منابع و فناوری بهینه انرژی ، اهمیت تحقیق در مورد این مواد بسیار زیاد است.

از خواص مفید پروسکیت های متال هالید می توان به ظرفیت جمع آوری نور زیاد و توانایی چشمگیر آنها در تبدیل کارآمد انرژی خورشید به برق اشاره کرد. ویژگی دیگر این مواد این است که هم حامل های شارژ و هم یون ها در آنها متحرک هستند. در حالی که حمل و نقل یک باربر یک فرایند عمده مورد نیاز برای عملکرد فتوولتائیک سلول خورشیدی است ، نقایص یونی و حمل و نقل یون ها اغلب اثرات نامطلوبی بر عملکرد این دستگاه ها دارند. علیرغم پیشرفتهای چشمگیر در این زمینه از تحقیقات ، بسیاری از س questionsالات در مورد فیزیک یونها در مواد پروسکایت باز هستند.

برای درک بهتر این ساختارها ، اکنون دانشگاه های فنی کمنیتس و درسدن گامی بزرگ به جلو برداشته اند. در یک تحقیق مشترک از گروه های تحقیقاتی پیرامون پروفسور دکتر جانا وینزوف (رئیس فن آوری های الکترونیکی نوظهور در انستیتوی فیزیک کاربردی و مرکز الکترونیک پیشرفته درسدن – cfaed ، TU درسدن) و پروفسور دکتر کارستن دابل (اپتیک و فوتونیک) از تیم تغلیظ شده ، دانشگاه فنی کمنیتس) به مدیریت دانشگاه فنی کمنیتس ، دو تیم منظره نقص یونی در پروسکیت های متال هالید را کشف کردند. آنها توانستند خصوصیات اساسی یونهای سازنده این مواد را شناسایی کنند. مهاجرت یونها منجر به نقص در مواد می شود که تأثیر منفی بر کارایی و پایداری سلولهای خورشیدی پروسکیت دارد. گروه های کاری دریافتند که حرکت تمام یونهای مشاهده شده ، علی رغم خصوصیات متفاوت آنها (مانند بار مثبت یا منفی) ، از یک مکانیسم حمل و نقل مشترک پیروی می کند و همچنین امکان شناسایی نقص و یون را دارد. این به عنوان قانون مایر-نلدل شناخته می شود. نتایج در یک مجله مشهور منتشر شدارتباطات طبیعت.

سباستین ریچرت ، استادیار گروه اپتیک و فوتونیک ماده چگال در دانشگاه فنی کمنیتس و نویسنده اصلی این مقاله گفت: “مطالعه نقص یونی مواد پروسکایت کار ساده ای نیست.” ريچرت توضيح مي دهد: “ما بايد توصيف طيف سنجي گسترده اي از نمونه هاي پروسكيت را انجام دهيم كه در آن نقص ها عمداً معرفي شده و نوع و تراكم آنها به تدريج تنظيم شود. از اين رو ، تجربه هر دو تيم ارزشمند بود.” توضیح مکانیسم های اصلی حمل و نقل

پروفسور وینزوف می افزاید: “یکی از مهمترین نتایج مطالعه ما تعامل پیچیده بین منظره یونی و الکترونیکی در مواد پروسکایت است ،” با تغییر چگالی نقص های مختلف یونی در مواد پروسکیت ، مشاهده می کنیم که در پتانسیل و ولتاژ دستگاه های مدار باز تحت تأثیر قرار می گیرند. “این تأکید می کند که تزریق نقص ابزاری قدرتمند برای بهبود کارایی سلول های خورشیدی پروسکیت فراتر از حد پیشرفته است.

این مطالعه مشترک همچنین نشان داد که تمام نقایص یونی مطابق با قانون به اصطلاح مایر-نلدل است. پروفسور دابل می گوید: “این بسیار هیجان انگیز است زیرا اطلاعات اساسی در مورد فرایندهای پرش یونی در پروسکیت ها را نشان می دهد.” “ما در حال حاضر دو فرضیه درباره ریشه این مشاهدات داریم و قصد داریم این موارد را در مطالعات آینده خود بررسی کنیم.”


پروسکیت های مغناطیسی بدون سرب


اطلاعات بیشتر:
سباستین ریچرت و همکاران ، کاوش منظر نقص یونی در سلول های خورشیدی هالید پروسکیت ، ارتباطات طبیعت (2020) DOI: 10.1038 / s41467-020-19769-8

تهیه شده توسط دانشگاه صنعتی درسدن

نقل قول: چشم انداز آشکار نقص یونی در سلول های خورشیدی پروسکیت (2020 ، 4 دسامبر) ، استخراج شده در 4 دسامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-12-ionic-defect-landscape-perovskite- خورشیدی. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*