Perovskite Solar Hücreleri

Genel Bakış

Perovskite güneş hücreleri, ABX3 yapısal motifiyle yarı iletkenleri kullanır, genellikle organik veya inorganik A-site eğitimi, B sitesinde bir metal ve halide anions içerir. Güçlü absorpsiyonları, ayarlanabilir band boşlukları ve uzun taşıyıcı diffüzyon uzunları nispeten düşük sıcaklık çözümü veya vazo süreçleri ile karakterize edilen verimli cihazlar.

Teknik temeller

Halide perovskites köşe paylaşımı metal-halide octahedra'yı kompozisyon kontrolleri lattice simetrisi, grup boşlukları ve kusur enerjileri kabul ediyor. Absorbed fotonları, seçici temaslara karşı ısınan ve diffüz eden elektron delik popülasyonları yaratır. Cihaz gerilimi radiative ve non-radiative recombinasyon ile sınırlıdır, ancak mevcut absorpsiyon, koleksiyon ve parasitik optik kayıplara bağlıdır. Birçok nokta kusurları nispeten sığ, ancak yüzeyler, tahıl sınırları ve kötü hizalanmış ulaşım tabakaları derin tuzaklar tanıtmaktadır. Mobil iyonik türler aydınlatma ve önyargı altında yeniden dağıtılır, elektronik tepkiyi daha yavaş yapısal ve kimyasal süreçlere yönlendirir.

Nasıl çalışır

Işık, perovskite tabakasında mobil elektronlar ve delikler yaratır. Seçici ulaşım tabakaları, rekombinasyon bastırırken elektrotlara karşı tam olarak şarj taşıyıcıları çıkarır. Kompozisyon, kristal büyüme, defekt geçiş ve arayüz enerjileri gerilim ve mevcut belirlemektedir. Tandem cihazları, geniş bant-gap perovskite hücre, silikon veya daha düşük alt hücreden daha yüksek enerji fotonları hasat eder.

Ölçme ve Araştırma Yöntemleri

Araştırma hücreleri her iki yönde mevcut gerilim taramalarıyla karakterize edilir, maksimum güç izleme ve dış kuantum verimsiz spektral spektral. Birperture alanı, tarama oranı, ön şartlanma, sıcaklık ve mis yanlış eşleştirme gereklidir çünkü histeriler izole bir taramayı şişebilir. Zaman kaynaklı fotolumines, fotospekt spektroskopi ve geçici ölçümler Probinasyon ve ulaşım, diffraction, elektron mikroscopy ve yüzey spektroskopi aşamaları ve arayüzleri ortaya çıkarır. Hızlandırılmış yaş protokolleri ısı, nem, ışık ve elektrik önyargısını birleştirir, ancak ömür boyu ekstrapolasyon tek kısa stres testi yerine dış modüllere karşı doğrulama modelleri gerektirir.

Anahtar fikirler

• Yüksek laboratuvar verimliliği, operasyonel istikrar ve ölçeklenebilir alan ile birlikte değerlendirilmelidir.
• Interfaces ve mobil iyonlar histerilere, bozulmalara ve uzun vadeli performansa hükmedebilir.
• Encapsulation ve geri dönüşüm, nem, oksijen ve liderlik malzemeleri yönetmek için integraldir.

Mevcut araştırma sınırları

Mevcut gelişme, ovskite-. Tandems, faz segregasyona direnen ölçeklenebilir kaplama ve kompozisyonlar için vurgular. Moleküler geçişçiler, interfacial rekombinasyonunu azaltır, iki boyutlu kapak tabakaları yavaş negresyon ve difüzyon bariyerleri metal göçü sınırlar. Lider-yönetmen stratejileri sağlam enkaplarülasyon, yakalama tabakaları ve kapalı-loop geri dönüşümleri içerir; elektronik kaliteyi feda etmeden liderlik etmek zor kalır. Üretim araştırma, toksik işleme kimyasallarını azaltırken, büyük alanlardan çözücü buharlaşma ve kristalizasyon kontrol eder. Anahtar açık sorular on yıl boyu istikrar, yenidenroducible modülü verim, maddi kaynak, enerji geri yükleme, onarım ve son yaşam kurtarma içeren bankalanabilir alan verileri ve yaşam döngüsü etkiler.

Neden önemli?

Perovskites, fotovoltaik üretim enerjisini azaltabilir ve hafif, esnek veya yüksek verimli Tandem modüllerini sağlayabilir. tunable kimyaları da fotodetektörleri, ışık kaynaklı cihazları ve radyasyon algılamasını destekler.

Limitler ve açık sorular

Heat, aydınlatma, elektrik önyargı ve nem faz ayrışma veya kimyasal dekompozisyon sürebilir. Kurşun toksisitesi, çözücü işleme, elektrot reaksiyonları ve küçük-area kayıtları arasındaki boşluk ve dayanıklı ticari modüller merkezi mühendislik ve yönetim zorluklarıdır.