페로브스카이트 태양 전지의 미래는 작은 브라이터를 빛나게 합니다

그것은 과학, 재료에 상대적으로 새로운 또 다른 것이 들어오는 곳입니다 -- 금속 할로겐화물 페로브스카이트. 태양 전지의 센터에 자리잡을 때, 이 결정 구조는 또한 전기에, 그러나 실리콘 보다 많은 낮은 비용에 빛을 전환합니다. 게다가, 페로프스카이트 계 태양 전지는 그들을 더 값이 싸는 것의 곁에 그렇게 양쪽 엄격한 유연한 기판을 사용하는 것은 더 경량이고 탄력적일 수 있다고 제조될 수 있습니다. 그러나, 실세계 잠재성을 가지기 위해, 이러한 원형은 사이즈와 효율과 수명에서 증가할 필요가 있습니다.

지금, 교수 야빙 치가 이끄는 나노 에너지, 에너지 소재와 표면 과학 단위 이내에 연구원들에 발간되는 새로운 연구에서, 오키나와 과학기술협회 대학원 대학에 다른 방법으로 페로브스카이트를 위해 필요한 원료 중 하나를 만드는 것 이러한 세포의 성공에 주요할 수 있다고 (OIST는) 증명했습니다.

"페로브스카이트의 흡수체막을 형성하는 FAPbI3이라고 불리는 페로브스카이트에서 필요한 결정 분말을 있다"고 주요 필자들, 궈큐링 협회 박사, 유닛에 박사학위 취득 후 학자 중 하나가 설명했습니다. "이전에, 이 층은 2가지 물질을 결합시킴으로써 제조되었습니다 -- PbI2와 FAI. 개최되는 반응은 FAPbI3을 생산합니다. 그러나 이 방법은 결코 완벽하지 않습니다. 하나의 나머지 또는 원자재 둘 다가 종종 있으며, 그것이 태양 전지의 효율을 방해할 수 있습니다 "

이것에 착수하기 위해, 연구원들은 더 정확한 분말 공학 방법을 이용하여 결정 분말을 합성했습니다. 그들은 여전히 날것 materials-PbI2 중 하나를 이용했습니다 -- 그러나 또한 포함한 추가 단계가 무엇보다도, 혼합을 90 도 섭씨로 가열시키고 주의깊게 어떠한 나머지도 해산하고 여과한 것을 포함했습니다. 결과생성 분말이 고급 품질이었고 구조적으로 완전했다는 것을 이것은 보증했습니다.

이 방법의 또 다른 이점은 페로브스카이트의 안정성이 다른 온도를 가로질러 증가했다는 것이었습니다. 페로브스카이트의 흡수체막이 원래 반응으로부터 형성되었을 때, 그것은 고온에 안정적이었습니다. 그러나 실온에서 그것은 노랑색에 브라운을 그만두었으며, 그것이 흡광에 이상적이지 않았습니다. 합성된 버전은 실온에 심지어 갈색이었습니다.

과거에 연구원들은 실리콘-기반 태양 전지에 비슷한 25% 효율 이상을 가지고 페로프스카이트 계 태양 전지를 만들었습니다. 그러나, 연구실을 넘어서 이러한 새로운 태양 전지를 이동하기 위해, 크기와 장기간 안정성에서 상류층은 필요합니다.

"실험실 규모 태양 전지가 작다"고 교수 치가 말했습니다. 각각 세포의 크기는 약 0.1 cm2 일 뿐입니다. 그들이 더 쉽게 만들어질 것이기 때문에 대부분 연구들은 이것들에 초점을 맞춥니다. 그러나, 적용의 관점에서, 우리는 솔라 모듈을 필요로 하며, 그것이 더 크게 매우 있습니다. 태양 전지의 수명은 또한 우리가 염두에 두기 위해 필요로 하는 어떤 것입니다의. 비록 25% 효율이 이전에 달성되었지만, 수명은, 기껏해야, 극소수이 천 시간이었습니다. 이것 뒤에, 셀의 효율은 감소하기 시작했습니다 "

합성된 수정같은 페로브스카이트 분말을 사용할 때, 협회 박사가 교수 치의 유닛에서의 연구 기관 기술자 대-용 손흥민 박사와 다른 과학자들의 곁에 그들의 태양 전지에서 23% 이상의 변환 효율을 달성했지만, 그러나 수명이 2000 시간 이상이었습니다. 그들이 5x5cm2의 솔라 모듈로 확장했을 때, 그들은 여전히 위에 14% 효율을 달성했습니다. 개념 입증으로서, 그들은 리튬 이온 전지를 충전시키기 위해 페로브스카이트 솔라 모듈을 사용한 장치를 제조했습니다.

이러한 결과는, 어느날, 연구실의 밖에 사용될 수 있는 효율적이고 안정적 페로프스카이트 계 태양 전지와 모듈을 향한 결정적인 단계를 보여줍니다. "우리의 다음 단계는 15x15cm2이고, 15% 이상의 효율을 가지고 있는 솔라 모듈을 만드는 것이라고 " 협회 박사가 말했습니다. "어느날 나는 우리가 솔라 모듈로 OIST에 건물을 강화할 수 있기를 희망합니다 "

이 작업은 OIST 기술 개발과 혁신 센터의 개념 입증 프로그램에 의해서 지원되었습니다.