В качестве самой популярной возобновляемой энергетической отрасли конкуренция в области солнечной энергии очень сильна. В настоящее время солнечные батареи с самой высокой долей рынка являются кремниевыми ячейками, такими как поликристаллический кремний и монокристаллический кремний. Однако, когда волны реки Янцзы продвигаются вперед, а появляющиеся перовскитные ячейки пристально смотрят Город № 1. Команда из Университета Брауна и Университета Небраски Линкольн (UNL) также работает над улучшением работы перовскитных ячеек и поисками материалов, которые заменяют токсичные материалы, свинца.
Перовскитные батареи дешевле и проще в производстве. Эффективность их фотоэлектрического преобразования также выросла с 3,81% в 2009 году до 22% по сравнению с кремниевыми ячейками. Недавние исследования увеличились до 26%. Однако в перовскитных батареях Из свинцового вещества токсичны и могут быть вредны для окружающей среды и окружающей среды, поэтому химики ищут способы замены или детоксикации свинца.
NitinPadture, профессор электротехники в Университете Брауна, сказал: «Одним из текущих направлений исследований перовскита является поиск альтернативных, нетоксичных и стабильных материалов. Мы используем компьютерное моделирование, чтобы думать о материале, который содержит цезий, титан и галоген (бром или йод ) Перовскитная батарея - хороший кандидат, и пока мы проверяем его свойства.
Вместо того, чтобы напрямую заменить перовскитные ячейки кремниевыми ячейками, команда попыталась объединить эти два, чтобы создать «тандемные» солнечные элементы, в которых тонкая пленка перовскита была расположена над слоем кремния, Является полупрозрачным материалом, который пропускает некоторый свет под слоем кремния, и оба работают вместе, чтобы преобразовать больше света в электричество.
Перовскиты и кремниевые элементы имеют свои преимущества и недостатки, исследовательская группа надеется, что, разработав многослойные, разные материалы с энергетическими разрывами для повышения эффективности фотоэлектрического преобразования, Падтура сказал, что в настоящее время нет плана заменить существующую технологию кремния, Но команда прилагает все усилия, чтобы улучшить свою производительность, и если она сможет создать стабильную, бесконтактную тандемную ячейку, мы будем победителем в будущем, и новый материал выглядит великолепно.
Исследователи создали тонкую пленку титан-перовскит шириной 1,8 вольт, поглощающую фотоны более высоких энергий, в то время как другие фотоны поглощаются подстилающим слоем кремния, хотя текущая фотоэлектрическая эффективность составляет всего 3,3%, значительно ниже кремния Батареи или другие перовскитовые ячейки, но исследователи говорят, что есть много возможностей для улучшения этой первой попытки.
Майкл Макги, профессор материаловедения и инженерии в Стэнфордском университете в Соединенных Штатах, также предложил аналогичный проект батареи в начале этого года (2018). Согласно его исследованиям, тандемные клетки на 10% эффективнее, чем обычные кремниевые клетки, которые могут быть перовскитными Материал на рынок в одну сторону.
И это не первый случай, когда исследователи искали альтернативы лидерству, но команда заявила, что титан намного более устойчив к ржавлению и предлагает больше напряжения, чем любой другой материал. В других экспериментах с бессвинцовыми материалами, Напряжение разомкнутой цепи обычно составляет всего 0,6 вольта, в то время как металл олова испытывает проблему ржавчины.
Напряжение разомкнутой цепи - это напряжение между положительным и отрицательным контактами батареи под нагрузкой. Padture сказал, что это напряжение обычно используется для оценки потенциала материалов солнечных элементов. С самого начала такое высокое напряжение, что будущее должно быть перспективным ,
