Učinkovitost od 21 posto! Predstavljena priprema novog materijala za baterije od kalcij-titanijeve rude

U suradnji između istraživača sa Sveučilišta Monash u Australiji i Tehnološkog sveučilišta Wuhan u Kini, njih dvoje kažu da su uspjeli postići učinkovitost pretvorbe od 21 posto koristeći olovni acetat kao prethodni materijal za proizvodnju solarnih ćelija formamid-cezij halkogenid.

Kaže se da je učinkovitost najbolji zabilježeni rezultat za uređaj izrađen od nehalidnog izvora olova. To bi moglo utrti put industrijskoj proizvodnji izdržljivih, visokoučinkovitih kalkogenidnih fotonapona.

Tipično, većina istraživanja halkogenidnih solarnih ćelija koristi olovne halogenide, točnije spoj poznat kao olovni jodid. Međutim, olovni jodid mora biti 99,99 posto čist i stoga je skup za korištenje u stanicama.

Kako bi riješio ovaj problem, tim je postao prvi koji je upotrijebio olovni acetat umjesto olovnog jodida za stvaranje stabilnih solarnih ćelija formamid-cezij halkogenid.

Ispitni uređaji pokazali su veliku toplinsku stabilnost, nastavljajući raditi nakon 3300 sati na 65 stupnjeva bez gubitka učinkovitosti.

Manji prototip solarnog modula koji koristi ove ćelije postigao je učinkovitost od 18,8 posto. Velika područja halkogenidnih slojeva izrađena su jednofaznim premazom oštrice, pokazujući potencijalnu izvedivost industrijske proizvodnje.

Vodeći autor Jie Zhao, doktorant na Sveučilištu Monash, rekao je: "Uspjeli smo upotrijebiti olovni acetat u procesu prevlačenja u jednom koraku kako bismo dobili savršene, visokokvalitetne formamid-cezijeve halkogenidne filmove ...... Budući da nam ne treba antiotapalo, to možemo postići tehnikama velikih razmjera kao što je premazivanje oštrica, što znači da postoji izvedivost industrijske proizvodnje."

Tajni sastojak amonij

U usporedbi sa silicijem, tankoslojne solarne ćelije izrađene od kalkogenida imaju potencijal transformirati sektor solarne energije jer su jeftine za proizvodnju, fleksibilne su i imaju podesiv pojasni razmak.

Međutim, istraživači se još uvijek bore s problemima pouzdanosti i moraju pronaći način za proizvodnju uređaja koji se mogu komercijalno proizvoditi.

Zbog njihove izvrsne stabilnosti, istraživači su utvrdili da su halkogenidi proizvedeni korištenjem formamida i cezija idealni komercijalni kandidati. Prethodni pokušaji da se sintetiziraju korištenjem olovnog acetata kao prekursora nisu uspjeli.

Kako bi istražili i riješili ovaj problem, istraživači su istražili temeljne molekularne mehanizme.

Koristeći difrakciju X-zraka i spektroskopiju nuklearne magnetske rezonancije, istraživači su identificirali potrebu za korištenjem amonija kao hlapljivog kationa (pozitivno nabijenog iona) u kritičnoj fazi.

Autor doprinosa Sebastian Fürer rekao je: "Prisutnost amonijaka služi za uklanjanje zaostale octene kiseline tijekom procesa žarenja bez stvaranja neželjenih nusproizvoda."

Kemijski spoj olovni acetat vrlo je obećavajući alternativni prekursor za stvaranje glatkih filmova s ​​manje nedostataka od olovnog halida, rekli su istraživači.

Do sada se olovni acetat koristio samo za izradu halkogenida na bazi metilamonija ili cezija, koji su relativno nestabilni i neprikladni za praktičnu primjenu.

Dopisni autor Wenxin Mao rekao je: "Cijeloj istraživačkoj zajednici pružamo drugu metodu za izradu visokokvalitetnih kalkogenidnih solarnih ćelija."

Nedavno su istraživači Helmholtz-Zentrum Berlin Centera rekli da su postigli učinkovitost pretvorbe od 32,5 posto u složenoj solarnoj ćeliji, što je najveća ikada za ovu tehnologiju i svjetski rekord. Nova laminirana solarna ćelija sastoji se od silicijske ćelije na dnu i ćelije od kalcij titanita na vrhu.

U studenom je istraživački tim iz Baden-Württemberškog centra za istraživanje sunčeve energije i vodika u Stuttgartu u Njemačkoj kombinirao kalkogenid s bakrom indijevim galijevim selenidom kako bi stvorio naslagani solarni modul s učinkovitošću većom od 21 posto.