Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: Два лабораторных образца солнечных элементов, один (справа) с защитной свинцово-абсорбирующей пленкой, нанесенной на тыльную сторону. Фото предоставлено Университетом Северного Иллинойса
Фото: Два лабораторных образца солнечных элементов, один (справа) с защитной свинцово-абсорбирующей пленкой, нанесенной на тыльную сторону. Фото предоставлено Университетом Северного Иллинойса

Прорыв в области гибридных перовскитных солнечных ячеек

Оборудование и материалы

Опубликовано: 25.02.2020

Обновлено: 27.11.2020

 950

В случае повреждения ячейки устройство улавливает большую часть свинца, предотвращая его выщелачивание в грунтовые воды и почвы. Используемые для этого пленки нерастворимы в воде

Исследователи сообщают о возможном прорыве в области гибридных перовскитных солнечных элементов. Их работа опубликована в журнале Nature [1].

Перовскитные солнечные элементы преобразуют свет в электричество. Они потенциально могут быть дешевле и проще в производстве, чем традиционные солнечные элементы на основе кремния, и, по крайней мере, в лабораторных условиях они демонстрируют сопоставимые уровни эффективности. Однако, остаются не решенными ряд ключевых вопросов, которые пока не позволяют рассматривать использование перовскитов в качестве конкурентоспособной коммерческой технологии.

Одной из основных проблем является использование свинца. Большинство гибридных солнечных батарей на основе перовскитов содержат растворенный в воде свинец, что вызывает опасения относительно потенциальной его утечки из поврежденных элементов.

Группа ученых разработала методику отделения свинца, используемого для изготовления, и минимизации потенциальной утечки токсичных веществ путем нанесения пленок, поглощающих свинец, на переднюю и заднюю части солнечного элемента.

«Токсичность свинца была одной из самых неприятных проблем завершающего этапа исследований в области солнечных батарей на основе перовскита». «Думается, что нашлось многообещающее решение».

«В случае повреждения ячейки устройство улавливает большую часть свинца, предотвращая его выщелачивание в грунтовые воды и почвы. Используемые для этого пленки нерастворимы в воде».

По словам ученых, в условиях серьезного повреждения солнечных элементов в лабораторных условиях пленки смогли поглотить 96% утечки свинца. Эксперименты показывают, что слои, поглощающие свинец, не оказывают негативного влияния на производительность ячейки или стабильность и продолжительность ее работы.

Перовскитные солнечные элементы названы так потому, что они используют класс кристаллических структур, сходных с минеральными, известными как перовскит. Соединение со структурой перовскита в этих солнечных элементах чаще всего представляет собой гибридный органический-неорганический материал на основе галогенида свинца.

Ученые начали изучать эти кристаллические структуры для использования в солнечных элементах только около десяти лет назад, и за это время эффективность преобразования солнечной энергии в них была значительно увеличена.

В то время как традиционные кремниевые солнечные элементы производятся с использованием точных процессов при высоких температурах, перовскиты могут быть получены с использованием химических растворов при температуре комнатной.

Разработанный «метод секвестрации на устройстве» может быть легко интегрирован в существующие конфигурации перовскитных солнечных элементов.

Прозрачная пленка, поглощающая свинец, наносится на проводящее стекло передней панели солнечного элемента. Секвестрационная пленка содержит сильные свинцово-связывающие группы фосфоновой кислоты, которые, тем не менее, не препятствует захвату ячейками света. На заднем металлическом электроде используется менее дорогая полимерная пленка, смешанная со свинцово-хелатирующими агентами, которая не нуждается в прозрачности.

«Эти материалы всегда имелись в наличии, но они никогда не использовались для этих целей». «Свет должен проникать в ячейку, чтобы поглощаться слоем перовскита, а лицевая пленка фактически действует как антиотражающий агент, лишь немного улучшая прозрачность».

Испытания на утечку свинца включали в себя разбивание и разрушение лицевого стекла ячеек размером 2,5х2,5 см и царапание задней стороны солнечных батарей лезвием бритвы, прежде чем погрузить их в воду.

«Стоит отметить, что продемонстрированный подход к секвестрации свинца также применим и к другим технологиям на основе перовскита, таким как твердотельное освещение, дисплеи и сенсорные приложения».

 

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2001-x

 

Источник: Northern Illinois University

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Два процесса в один этап: создание разветвленных трубчатых композиционных материалов за считанные минуты. Предоставлено: Майанк Гарг, Нэнси Соттос, Джефф Мур и Филипп Гебель

Быстрый способ произвести разветвленные трубчатые материалы

Обновлено: 19.08.2021
 343
Фото: Образец материала солнечного элемента, изготовленного Berkeley Lab методом осаждения на атомном слое. Принадлежит: Marilyn Sargent/Berkeley Lab

Новое достижение в организации искусственного фотосинтеза

Обновлено: 27.01.2021
 1044
Применение экономайзера для увеличения КПД энергосистемы

Применение экономайзера для увеличения КПД энергосистемы

Обновлено: 25.07.2021
 1333

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Flames

    Недавние публикации

    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  189
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  147
    Теплый и холодный тепловые потоки направлены на человека. VELUX

    Тепловой комфорт в зданиях: что из себя представляет и как достичь

    Обновлено: 26.03.2022  169

    Популярные категории

    • Новости, обзоры, события120
    • Вентиляция и кондиционирование28
    • Альтернативная энергия57
    • Водоснабжение и водоотведение23
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2022 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.