Допінговий трюк знімає перешкоди для сонячних елементів наступного покоління

Чоловік, одягнений у жорсткий чохол, встановлював сонячну батарею

Дослідники придумали спосіб подолання ключової перешкоди у створенні ефективних перовскітних сонячних елементів, які також секвеструють CO2.

Сонячні елементи Perovskite прогресували за останні роки, швидко збільшивши ефективність перетворення енергії (з 3% у 2006 році до 25.5% сьогодні), зробивши їх більш конкурентоспроможними на основі фотоелектричних елементів на основі кремнію. Однак залишається низка проблем, перш ніж вони зможуть стати конкурентоспроможною комерційною технологією.

Зараз дослідники розробили процес вирішення одного з них, вузького місця на критичному етапі, що включає легування р-типу органічними матеріалами, що транспортують діри, у фотоелектричних елементах.

В даний час процес допінгу р, досягається потраплянням і дифузією кисню в транспортуючий шар отвору, є трудомістким (кілька годин на день), що робить серійне виробництво перовскітових сонячних елементів комерційним непрактично.

Дослідники, очолювані Андре Д. Тейлором, доцентом Школи Тандона університету Нью-Йоркського університету, та Джеймін Конгом, докторантом, разом із Мігелем Модестіно, доцентом - усі з хімічної та бімолекулярної кафедр - відкрили метод збільшення швидкості цього ключового кроку за рахунок використання вуглекислого газу (CO2) замість кисню.

У перовскітних сонячних елементах леговані органічні напівпровідники зазвичай потрібні як прошарки для вилучення заряду, розташовані між шаром фотоактивного перовскіту та електродами. Звичайний спосіб легування цих прошарків включає додавання ліс-біс (трифторметан) сульфоніміду (LiTFSI), солі літію, до спіро-OMeTAD, π-кон'югованого органічного напівпровідника, широко використовуваного для транспортування отвору матеріалу в перовскітних сонячних елементах. Потім розпочинається процес легування шляхом впливу на плівки суміші спіро-OMeTAD: LiTFSI повітрю та світлу.

Цей метод не тільки трудомісткий, він багато в чому залежить від умов навколишнього середовища. Навпаки, Тейлор та його команда повідомили про швидкий та відтворюваний метод допінгу, який включає барботування розчину спіро-OMeTAD: LiTFSI із СО2 під ультрафіолетовим світлом. Вони виявили, що їхній процес швидко підвищує електропровідність прошарку в 100 разів порівняно з плівкою первинної суміші, яка також приблизно в 10 разів перевищує таку, що отримується в процесі киплячого кисню. Плівка, оброблена СО2, також привела до стабільного, висока ефективність сонячні батареї перовскіту без будь-яких подальших обробок.

"Окрім скорочення часу виготовлення та обробки пристрою, застосування попередньо легованого спіро-OMeTAD у перовскітних сонячних елементах робить клітини набагато стабільнішими", - пояснює Конг, провідний автор. "Це частково тому, що більшість шкідливих іонів літію в розчині спіро-OMeTAD: LiTFSI стабілізувались як карбонати літію під час процесу барботування СО2".

Він додає, що карбонати літію в кінцевому підсумку фільтруються, коли слідчі наносять попередньо легований розчин на шар перовскіту. "Таким чином, ми можемо отримати досить чисті леговані органічні матеріали для ефективних шарів, що транспортують отвори".

Група також виявила, що метод легування СО2 може бути використаний для легування р-типу іншими π-кон'югованими полімерами, такими як PTAA, MEH-PPV, P3HT та PBDB-T.

За словами Тейлора, дослідники прагнуть розширити межу за межі типових органічних напівпровідників, що використовуються для сонячних елементів.

«Ми вважаємо, що широке застосування легування CO2 до різних π-кон'югованих органічних молекул стимулює дослідження, починаючи від органічних сонячних елементів і закінчуючи органічними світлодіодами (OLED) і транзисторами з органічними польовими ефектами (OFET), навіть до термоелектричних приладів, котрі потребують контрольованого легування органічних молекул напівпровідники », - пояснює Тейлор, додаючи, що оскільки цей процес споживає досить велику кількість газу СО2, його можна також розглянути для досліджень уловлювання та секвестрації СО2 у майбутньому.

«У той час, коли уряди та компанії зараз прагнуть зменшити викиди СО2, якщо не зневуглеродити, це дослідження пропонує шлях реагування великої кількості СО2 у карбонаті літію для поліпшення наступне покоління сонячні батареї, одночасно виводячи цей парниковий газ з атмосфери », - пояснює він, додаючи, що ідея цього нового підходу була суперечливим розумінням досліджень групи акумуляторів.

“З нашої багаторічної історії роботи з літієвими киснево-повітряними акумуляторами ми знаємо, що утворення карбонату літію внаслідок впливу кисневих електродів на повітря є великою проблемою, оскільки це виснажує акумулятор іонів літію, що руйнує ємність акумулятора. Однак у цій допінг-реакції Спіро ми фактично використовуємо утворення карбонату літію, який пов'язує літій і запобігає його перетворенню в рухливі іони, що шкодять довготривалій стабільності сонячного елемента Перовскіт. Ми сподіваємось, що ця методика допінгу СО2 може стати сходинкою для подолання існуючих проблем в органічній електроніці та за її межами ".

Дослідження з'являються в Росії природа. До роботи долучились додаткові дослідники з Samsung, Єльського університету, Корейського науково-дослідного інституту хімічної технології, Вищого центру міського університету, Університету Вонванга та Інституту науки і техніки Кванджу.

Національний науковий фонд США, Національний дослідницький фонд Кореї, Рада з питань стипендій Китаю та Центр функціональних наноматеріалів Міністерства енергії США при Національній лабораторії Брукхейвен надали підтримку цьому дослідженню.

джерело: NYU

про автора

Карл Грінберг-Нью-Йорк

Суміжні книги

Недолік: Найбільш всеосяжний план, який пропонувався змінити глобальне потепління

Пол Хоукен і Том Стейер
9780143130444В умовах поширеного страху та апатії міжнародна коаліція дослідників, професіоналів та вчених зібралася, щоб запропонувати набір реалістичних та сміливих рішень щодо зміни клімату. Тут описано сто прийомів і практик - деякі добре відомі; про які ви, можливо, ніколи не чули. Вони варіюються від чистої енергії до навчання дівчат у країнах з низьким рівнем доходу до використання методів землекористування, які витягують вуглець з повітря. Рішення існують, є економічно вигідними, і громади в усьому світі в даний час приймають їх з вмінням і рішучістю. Доступний на Amazon

Проектування кліматичних рішень: Посібник з політики щодо енергії з низьким вмістом вуглецю

Гал Харві, Роббі Орвіс, Джефрі Ріссман
1610919564З урахуванням наслідків зміни клімату, необхідність зменшення глобальних викидів парникових газів є не менш терміновою. Це страшний виклик, але сьогодні існують технології та стратегії для його вирішення. Невеликий набір енергетичної політики, розроблений та реалізований добре, може поставити нас на шлях до майбутнього з низьким рівнем вуглецю. Енергетичні системи є великими та складними, тому енергетична політика повинна бути цілеспрямованою та економічно ефективною. Універсальні підходи просто не дозволять зробити роботу. Політики потребують чіткого, всебічного ресурсу, який би окреслював енергетичну політику, яка матиме найбільший вплив на наше кліматичне майбутнє, та описував, як правильно розробляти цю політику. Доступний на Amazon

Це змінює все: капіталізм проти клімату

автор: Наомі Кляйн
1451697392In Це змінює все Наомі Кляйн стверджує, що зміни клімату - це не лише одна проблема, яку слід акуратно подати між податками та охороною здоров'я. Це тривога, яка закликає нас виправити економічну систему, яка вже багато в чому нас не дає. Клейн ретельно будує випадок того, наскільки масово скорочення викидів парникових газів - це наш найкращий шанс одночасно зменшити розбіжність нерівності, переосмислити наші розбиті демократії та відновити наші поглиблені місцеві економіки. Вона висловлює ідеологічне відчай заперечувачів зміни клімату, месіанські марення потенційних геоінженерів та трагічний дефектизм занадто багатьох зелених ініціатив. І вона точно демонструє, чому ринок не (і не може) виправити кліматичну кризу, а навпаки, погіршить ситуацію із все більш екстремальними та екологічно згубними методами видобутку, що супроводжуються бурхливим капіталізмом катастроф. Доступний на Amazon

Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, і ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.

 

Ця стаття спочатку з'явилася на Майбутнє

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

слідкуйте за InnerSelf далі

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeinstagram iconпінтрест значокrss значок

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

ОСТАННІ ВІДЕО

Почалася велика міграція клімату
Почалася велика міграція клімату
by супер Користувач
Кліматична криза змушує тисячі людей у ​​всьому світі втекти, оскільки їхні будинки стають дедалі непридатними для життя.
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
by Алан Н Вільямс та ін
В останній доповіді Міжурядової групи з питань зміни клімату (МГЕЗК) зазначено, що без істотного зменшення…
Земля залишається придатною для життя мільярди років - саме те, наскільки нам пощастило?
Земля залишається придатною для життя мільярди років - саме те, наскільки нам пощастило?
by Тобі Тіррелл
Еволюція зайняла 3 або 4 мільярди років, щоб отримати Homo sapiens. Якби клімат повністю зазнав краху лише один раз у цьому ...
Як картографування погоди 12,000 XNUMX років тому може допомогти передбачити майбутні зміни клімату
Як картографування погоди 12,000 XNUMX років тому може допомогти передбачити майбутні зміни клімату
by Бріс Рі
Кінець останнього льодовикового періоду, приблизно 12,000 років тому, характеризувався заключною холодною фазою, яка називалася Молодший дріас ...
У цьому столітті Каспійське море має впасти на 9 і більше метрів
У цьому столітті Каспійське море має впасти на 9 і більше метрів
by Френк Весселінг і Маттео Латтуада
Уявіть, що ви перебуваєте на узбережжі і дивитесь на море. Перед вами лежить 100 метрів пустого піску, який виглядає як ...
Венера ще колись була схожа на Землю, але кліматичні зміни зробили її непридатною для життя
Венера ще колись була схожа на Землю, але кліматичні зміни зробили її непридатною для життя
by Річард Ернст
Ми можемо багато чого дізнатись про кліматичні зміни від Венери, нашої сестринської планети. В даний час Венера має поверхневу температуру…
П’ять кліматичних недовір: аварійний курс у дезінформації клімату
П’ять кліматичних недовір: катастрофа в дезінформації клімату
by Джон Кук
Це відео являє собою катастрофічний курс дезінформації клімату, узагальнюючи ключові аргументи, використані для сумніву в реальності ...
Арктика не була такою теплою протягом 3 мільйонів років, і це означає великі зміни для планети
Арктика не була такою теплою протягом 3 мільйонів років, і це означає великі зміни для планети
by Джулі Бригам-Гретт та Стів Печ
Щороку морський крижаний покрив у Північному Льодовитому океані зменшується до найнижчої точки в середині вересня. Цього року він вимірює лише 1.44…

ОСТАННІ СТАТТІ

зелена енергія2 3
Чотири можливості зеленого водню для Середнього Заходу
by Крістіан Тае
Щоб запобігти кліматичній кризі, Середньому Заходу, як і решті країни, потрібно буде повністю декарбонізувати свою економіку шляхом…
ug83qrfw
Необхідно покінчити з основним бар’єром на шляху реагування
by Джон Мур, На Землі
Якщо федеральні регулятори зроблять правильну річ, споживачі електроенергії на Середньому Заході незабаром зможуть заробляти гроші, поки…
дерева для висадки клімату2
Посадіть ці дерева, щоб покращити життя міста
by Майк Вільямс-Райс
Нове дослідження визначає, що живі дуби та американські явори є чемпіонами серед 17 «супердерев», які допоможуть зробити міста…
дно північного моря
Чому ми повинні розуміти геологію морського дна, щоб використовувати вітри
by Наташа Барлоу, доцент четвертинних змін навколишнього середовища, Університет Лідса
Для будь-якої країни, яка має легкий доступ до мілководного і вітряного Північного моря, офшорний вітер буде ключем до досягнення мережі…
3 уроки лісових пожеж для лісових міст, коли вогонь Діксі руйнує історичний Грінвілл, Каліфорнія
3 уроки лісових пожеж для лісових міст, коли вогонь Діксі руйнує історичний Грінвілл, Каліфорнія
by Барт Джонсон, професор ландшафтної архітектури, Університет штату Орегон
Пожежа, що горить у спекотному сухому гірському лісі, прокотилася містом Золота лихоманка Greenрінвілль, Каліфорнія, 4 серпня…
Китай може досягти цілей у сфері енергетики та клімату, обмежуючи енергію вугілля
Китай може досягти цілей у сфері енергетики та клімату, обмежуючи енергію вугілля
by Елвін Лін
На кліматичному саміті Лідера у квітні Сі Цзіньпін пообіцяв, що Китай «буде суворо контролювати енергію, що працює на вугіллі…
Блакитна вода, оточена мертвою білою травою
Карта відстежує 30 -річні екстремальні сніготанення в США
by Мікайла Мейс-Арізона
Нова карта екстремальних подій танення снігу за останні 30 років пояснює процеси, що сприяють швидкому таненню.
Літак скидає червону вогнезахисну речовину на лісову пожежу, коли пожежники, припарковані вздовж дороги, дивляться у оранжеве небо
Модель передбачає 10-річну спалах пожежі, потім поступове зменшення
by Ханна Хікі-У. Вашингтон
Погляд на довгострокове майбутнє лісових пожеж передбачає початковий, приблизно десятирічний, спалах пожежі,…

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

Нове ставлення - нові можливості

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Ринок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Всі права захищені.