Comment améliorer l'efficacité de la production d'énergie solaire ?

La pénurie d'énergie et la pollution de l'environnement sont des problèmes majeurs auxquels est confronté le développement économique durable de mon pays. L'utilisation de la production d'énergie solaire devrait modifier la structure énergétique de mon pays et résoudre fondamentalement les problèmes environnementaux auxquels mon pays est confronté. Cependant, comment améliorer «l'efficacité du travail» de ces cellules solaires à pérovskite est un casse-tête courant pour les chercheurs scientifiques.

Récemment, l'équipe du professeur Qin Tianshi de l'Institut de recherche sur les matériaux avancés de l'Université de technologie de Nanjing a récemment utilisé un matériau à paire anion-cation pour réparer les deux "trous" du "bâtiment cristallin" de pérovskite. Passivation des défauts, modification des propriétés chimiques, afin d'atteindre à la fois l'efficacité et la stabilité, les résultats de recherche pertinents ont été récemment publiés dans "Matter".

"Dans le contexte de la neutralisation du carbone et du pic de carbone, un nouveau type de cellule solaire en pérovskite est apparu, et l'amélioration de la stabilité environnementale des matériaux et des cellules en pérovskite est cruciale pour la commercialisation des cellules solaires en pérovskite." Qin Tianshi a présenté que les cellules solaires à pérovskite ont une efficacité de conversion de puissance élevée, comparable aux cellules solaires au silicium commerciales actuelles, mais en raison de son processus de production simple, plus économique et respectueux de l'environnement, elles sont devenues le "chouchou" des scientifiques du monde entier. . Il devrait contribuer à la réalisation de l'objectif du double carbone. Le casse-tête pour les chercheurs est que les cellules solaires à pérovskite actuelles sont encore très sensibles à l'humidité, à la température, à la lumière et à d'autres environnements. Lorsque les cellules solaires en pérovskite sont exposées à ces environnements, elles sont sujettes à la dégradation et présentent des problèmes exceptionnels tels qu'une mauvaise stabilité.

À l'heure actuelle, les travaux de recherche sur le marché se concentrent principalement sur la résolution de problèmes unilatéraux pour améliorer l'efficacité et la stabilité des cellules solaires. Habituellement, un seul composant du matériau pérovskite est optimisé, ou l'optimisation d'un seul environnement chimique est utilisée pour atteindre l'efficacité et la stabilité. Amélioration synchronisée du sexe. Wang Aifei, co-premier auteur et chercheur associé de l'article, a déclaré : « Ce résultat de recherche de notre équipe utilise l'effet synergique de l'ajout de paires d'anions et de cations pour passiver les défauts des matériaux pérovskites dans de nombreux aspects et dans toutes les directions, et changer les propriétés chimiques pour obtenir le meilleur des deux mondes en termes d'efficacité et de stabilité."

"Les matériaux pérovskites, comme notre sel commun, sont une sorte de cristal composé d'anions et de cations." Qin Tianshi a présenté de manière vivante. Dans le monde microscopique, il existe de nombreux trous défectueux dans ce "bâtiment de cristal", qui permettront à la vapeur d'eau extérieure de pénétrer dans le bâtiment par les trous. Avec l'augmentation continue du stockage de l'eau, le bâtiment finira par s'effondrer. D'un point de vue macroscopique, ce cristal de pérovskite est décomposé et détruit. Les scientifiques ont donc développé une variété de matériaux pour réparer les défauts du bâtiment et le protéger de la vapeur d'eau extérieure. Tout comme les anions et les cations forment des cristaux ensemble, le "bâtiment cristallin" de la pérovskite a également deux "trous", des défauts anioniques et des défauts cationiques. Les travaux antérieurs de collègues internationaux n'ont réparé qu'un seul type de trou. En utilisant un matériau à paire anion-cation, les deux "trous" du "bâtiment cristallin" de pérovskite sont réparés en même temps. Les cellules solaires en pérovskite résultantes ont une efficacité et une stabilité considérablement améliorées par rapport à celles rapportées précédemment.

Le doctorant Wang Jungan a déclaré : « Les résultats de cette recherche peuvent atteindre une efficacité de conversion photoélectrique de plus de 23 % sous une lumière solaire standard, ce qui est très proche ou même dépasse l'efficacité des cellules solaires au silicium commerciales actuelles. En même temps, la synergie des anions et des cations construit deux Une couche d'isolation étanche peut améliorer efficacement la stabilité des cellules solaires en pérovskite, prolongeant ainsi la durée de fonctionnement des cellules et atteignant une stabilité environnementale de plus d'une heure 000 sous lumière continue. "

"Grâce à cette recherche, une stratégie résout les points douloureux de plusieurs cellules solaires à pérovskite en même temps, et augmente également la confiance dans la fabrication de cellules solaires de plus grande surface et se prépare à la commercialisation de cellules solaires à pérovskite." Commenté par le professeur Qin Tianshi route.

Il est rapporté que ce travail a été soutenu par le projet général de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine et le projet général de la Fondation des sciences naturelles de la province du Jiangsu.