เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย การปรับแต่งการประมวลผลทำให้ ‘หมึก’ โซลาร์เซลล์มีเสถียรภาพมากขึ้น

เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย ภาพ SEM มุมมองด้านบนของภาพยนตร์ FAPbI 3 perovskite ที่ผ่านการอบอ่อน มารยาท: ฟิสิกส์จีนB

นักวิจัยในประเทศจีนได้ทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ชนิด lead halide perovskite มีความเสถียรมากขึ้นโดยการเปลี่ยนสารเคมีที่ใช้ในการผลิตสารตั้งต้น สวิตช์อาจทำให้ขายโซลาร์เซลล์ประเภทนี้ได้ง่ายขึ้น เนื่องจากทำให้มีโอกาสน้อยที่วัสดุจะสร้างเฟสที่ลดความสามารถของเซลล์ในการเปลี่ยนแสงแดดเป็นไฟฟ้า

Halide perovskites เป็นวัสดุที่เป็นผลึกที่มีโครงสร้าง 

ABX 3 โดยที่ A คือซีเซียม เมทิลแอมโมเนียม (MA) หรือฟอร์มามิดิเนียม (FA) B เป็นตะกั่วหรือดีบุก และ X คือคลอรีน โบรมีนหรือไอโอดีน พวกเขาเป็นผู้สมัครที่มีแนวโน้มว่าจะเลือกใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางเนื่องจากสามารถผลิตได้ง่ายและสามารถดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นสเปกตรัมแสงอาทิตย์ได้หลากหลายด้วยแถบคาดที่ปรับได้ ตัวพาประจุ (อิเล็กตรอนและรู) ยังสามารถกระจายผ่านได้อย่างรวดเร็วและในระยะทางไกล คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด perovskite ซึ่งมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงาน (PCE) ที่เกินกว่า 25% โดยวางให้อยู่ในระดับที่เท่าเทียมกับวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่เป็นที่ยอมรับ เช่น ซิลิคอน แกลเลียม อาร์เซไนด์ และแคดเมียม เทลลูไรด์

หากทั้งหมดนี้ฟังดูดีเกินกว่าจะเป็นจริงได้ นั่นก็เพราะว่ามันเป็นอย่างนั้น น่าเสียดายที่เซลล์แสงอาทิตย์ของ perovskite นั้นไม่เสถียรที่อุณหภูมิห้องและความชื้นแวดล้อม เห็นได้ชัดว่านี่เป็นข้อเสียเปรียบสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ซึ่งต้องสัมผัสกับสภาพอากาศเพื่อแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้า

PCE สูงถึง 25.5%

ในงานใหม่นี้ ทีมงานที่นำโดย Yaowen Li จากNational Science Foundation of Chinaได้เน้นไปที่ perovskite formamidinium lead triodide (FAPbI 3 ) วัสดุนี้เป็นหนึ่งในตัวเลือกของ perovskite ที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูง เนื่องจากมีช่องว่างขนาดเล็กเมื่อเทียบกับสารเคมีลูกพี่ลูกน้อง methylammonium lead triiodide (MAPbI 3 ) ทำให้มีความเสถียรทางความร้อนมากกว่าและสามารถดูดซับแสงสุริยะในช่วงความยาวคลื่นที่กว้างกว่าได้ . ในปี 2019 นักวิจัยสร้างเซลล์แสงอาทิตย์จาก FAPbI 3ด้วย PCE 23.7% เมื่อไม่นานมานี้ ค่า PCE ที่ได้รับการรับรองนี้เพิ่มขึ้นถึง 25.5%

ฟิล์มคุณภาพสูงของ FAPbI 3มักทำจากสารละลายตั้งต้นหรือหมึกที่มีสารเติมแต่งของเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ (MACl) ปัญหาคือสารเติมแต่งนี้สลายตัวเป็นเมทิลลามีน ทำให้เกิดเฟสที่ไม่ต้องการ เช่นδ -FAPbI 3 ที่ทำลายประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ ของFAPbI 3

Li และเพื่อนร่วมงานตระหนักว่าพวกเขาสามารถแก้ปัญหานี้ได้โดยแทนที่ MACl ด้วยซีเซียมคลอไรด์ (CsCl) เนื่องจากสารเติมแต่งนี้ไม่ก่อให้เกิดเฟสที่ไม่ต้องการ เพื่อทดสอบสมมติฐาน นักวิจัยได้เปรียบเทียบความเสถียรของสารละลาย FAPbI 3ที่มีสารตั้งต้นของ MACl หรือ CsCl พวกเขาพบว่าสารเติมแต่งแต่ละชนิดทำงานได้ดีสำหรับการสร้างฟิล์ม FAPbI 3คุณภาพสูงส่งผลให้เซลล์สุริยะ perovskite คาร์บอนอิเล็กโทรดมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม 

สารละลายที่มี MACl ไม่เสถียรและสลายตัวภายในหนึ่งสัปดาห์เนื่องจากสลายตัวเป็นเมทิลลามีน ในทางตรงกันข้าม สารละลายที่มี CsCl ยังคงทรงตัวได้นานกว่าหนึ่งเดือนแสดงเซลล์แสงอาทิตย์ควบคู่ perovskite-on-silicon หลายอันซ้อนกันในชั้นวาง

เซลล์แสงอาทิตย์แบบควบคู่มุ่งสู่ประสิทธิภาพ 30%

“งานของเราแสดงให้เห็นว่ามีความจำเป็นอย่างยิ่งในการพัฒนาโซลูชันสารตั้งต้นของ Perovskite ที่ไม่ใช่ MACl FAPbI 3สำหรับการเตรียมเซลล์แสงอาทิตย์แบบ perovskite ที่คุ้มค่า” Li กล่าว “สิ่งเหล่านี้จะช่วยนำเซลล์แสงอาทิตย์ของ perovskite เข้าใกล้การค้ามากขึ้น”

นักวิจัยซึ่งรายงานงานของพวกเขาในChinese Physics BบอกPhysics Worldว่าตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะพิมพ์โมดูลแสงอาทิตย์ perovskite ในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่เสถียรและมีประสิทธิภาพโดยใช้หมึก perovskite ที่ทนทาน

ในการศึกษาของพวกเขา นักวิจัยได้นำเสนอการออกแบบเชิงทฤษฎีสำหรับสิ่งทอ Janus ที่มีความหนา 20 µm ซึ่งตั้งชื่อตามเทพเจ้าโรมันสองหน้า วัสดุถักทอทั้งสองด้านประกอบด้วยเส้นใย 2 ชนิด ได้แก่ อิเล็กทริกและเมทัลลิก ซึ่งแต่ละเส้นมีคุณสมบัติในการแผ่รังสีอินฟราเรดที่แตกต่างกันมาก ด้านหนึ่งเส้นใยอิเล็กทริกสามารถปล่อยรังสีปริมาณมาก ในขณะที่อีกด้านหนึ่ง เส้นใยโลหะมีการแผ่รังสีต่ำ

สิ่งทอประตูรังสีอินฟราเรดเพื่อให้เย็น เพื่อทดสอบผ้าที่ไม่สมมาตร ทีมงานได้ใช้แบบจำลองความร้อนเพื่อคำนวณความแตกต่างระหว่างคุณสมบัติการส่งผ่านอินฟราเรด การสะท้อน และการดูดซับของแต่ละด้าน พวกเขาค้นพบว่าหากสวมใส่สิ่งทอ Janus โดยที่เส้นใยอิเล็กทริกสัมผัสกับผิวหนัง รังสีปริมาณมากสามารถป้องกันไม่ให้หลบหนีได้ ทำให้ผู้สวมใส่รู้สึกอบอุ่นในอุณหภูมิที่ต่ำถึง 11°C แต่ถ้าผ้ากลับด้านในออก ก็สามารถปล่อยรังสีได้มากเท่ากับผิวหนังที่เปลือยเปล่า ทำให้ผู้สวมใส่เย็นในอุณหภูมิที่สูงถึง 24°C

นอกเหนือจากความสามารถในการทำความร้อนและความเย็นแบบพาสซีฟเหล่านี้แล้ว ผ้า Janus ยังบางและยืดหยุ่นได้ ช่องว่างระหว่างเส้นใยควรปล่อยให้ความชื้นเคลื่อนออกจากร่างกาย ทำให้ผู้สวมใส่รู้สึกสบาย สำหรับตอนนี้ ทีมงานของ Abebe รับทราบว่าต้นทุนการผลิตที่สูงจะทำให้ผ้าที่พลิกกลับได้นั้นจะไม่ปรากฏในเสื้อผ้าของเราในเร็วๆ นี้ แต่ด้วยการวิจัยเพิ่มเติม พวกเขาหวังว่าการออกแบบใหม่จะช่วยให้เรารู้สึกสบายในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย

นักวิจัยจาก ETH Zurich ในสวิตเซอร์แลนด์ได้พัฒนาวิธีใหม่ในการควบคุมความแข็งแกร่งของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคในเซมิคอนดักเตอร์สองมิติ เทคนิคของพวกเขาซึ่งอาศัยการสร้างสิ่งที่เรียกว่า “โมเลกุลของ Feshbach” และการปรับปฏิสัมพันธ์โดยใช้สนามไฟฟ้าที่ใช้ อาจกลายเป็น “ปุ่มปรับ” ที่ใช้งานได้หลากหลายเพื่อศึกษาแพลตฟอร์มโซลิดสเตต 2 มิติที่หลากหลายในห้องปฏิบัติการ เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย