Küresel temiz ve sürdürülebilir enerji talebi artmaya devam ettikçe, fotovoltaik sektör bu geçişin ön saflarında yer almaktadır. Kurşun halide perovskit güneş hücreleri (LHP’ler), tekleşmiş hücreler için hızla% 26’nın üzerine çıkmış olan dikkate değer güç dönüşüm verimliliği (PCE) için uzun zamandır kutlanmaktadır. Bununla birlikte, olağanüstü performanslarına rağmen, LHP’lerin yaygın olarak ticarileştirilmesi sürekli zorluklarla karşı karşıyadır.
Kurşun bileşiklerinin doğal toksisitesi ve gerçek dünya koşulları altında, özellikle ısı, nem ve ışığa maruz kaldığında, çevre güvenliği ve cihaz uzun ömürlülüğü ile ilgili endişeleri artırır.
Bu kritik konuları ele almak için, Meksika’nın Querétaro Özerk Üniversitesi’ndeki araştırma ekibim dikkatini kurşunsuz kalksogenide perovskitlere çevirdi. Bu umut verici malzemeler arasında, Bazrs3 yaklaşık 1.7 eV’lik doğrudan bant aralığı, güçlü optik emilim ve çeşitli çevresel koşullar altında olağanüstü yapısal stabilite nedeniyle mükemmel bir alternatif emici olarak ortaya çıkmıştır. Doğal olarak yüksek P-tipi iletkenliği ve toprak bol elemental bileşimi, onu yeni nesil güneş pilleri için sürdürülebilir ve ölçeklenebilir bir çözüm haline getirir.
Delik taşıma tabakasının (HTL) yüksek verimli ve uzun süreli fotovoltaik cihazlara ulaşmada hayati bir rol oynadığını fark ederek, inorganik delafossit HTL’lerin, özellikle Cufeo’nun potansiyelini araştırdık2Cugao2ve Cualo2. Bu malzemeler, daha düşük maliyet, daha fazla termal ve kimyasal stabilite ve bazrlarla uygun enerji bandı hizalaması dahil olmak üzere Spiro-Ometad gibi geleneksel organik HTL’lere göre avantajlar sunmaktadır.3.
Marc Burgelman tarafından Gent Üniversitesi’nde geliştirilen SCAPS-1D simülasyon aracını kullanarak, cihaz parametrelerini optimize etmek için kapsamlı bir teorik çalışma gerçekleştirdik. Birden fazla simülasyon üzerinde, emici alıcı yoğunlukları, kontrollü kusur konsantrasyonları, ayarlanmış emici kalınlığı ince ayarladık ve hem elektron taşıma tabakası (ETL) hem de HTL kavşaklarındaki arayüzey kusur durumlarının etkisini araştırdık.
Şarj taşıma dinamikleri ve rekombinasyon davranışı hakkında ayrıntılı bir anlayış elde etmek için Nyquist grafikler, Mott-Schottky eğrileri ve kuantum verimlilik çalışmaları gibi gelişmiş analiz yöntemleri uygulanmıştır.
Bulgularımız, İnorganik kimya iletişimititiz cihaz mühendisliği yoluyla Bazrs3-tabanlı kalkogenid perovskitler önemli performans kazanımları elde edebilir.
Sonuçlar, Bazrs’ın dikkatli mühendisliğinin3Delafossit HTL’li tabanlı cihazlar, kurşunsuz güneş teknolojisi için önemli bir kilometre taşı olan%28’i aşan etkileyici PCE’ler verebilir. Cufeo ile entegre cihazlar2 %28.35’lik dikkate değer bir PCE elde ederken, cugao2 Ve Cualo2 Konfigürasyonlar sırasıyla% 27.83 ve% 25.05’e ulaşmıştır. Özellikle, bu inorganik HTL’ler daha iyi performans gösterdi veya eşleşti Spiro-Ometad, sağlam, çevre dostu alternatifler olarak muazzam vaatlerinin altını çizdi.
Bu öncü çalışma sadece Bazrs’ın yüksek potansiyelini sergilemekle kalmıyor3 Toksik olmayan bir güneş emicisi olarak, aynı zamanda bu malzeme sistemindeki delafossit HTL’lerin ilk kapsamlı teorik doğrulamasını sağlar. Yenilenebilir enerji sektörü tehlikeli maddelerden uzaklaşmasını hızlandırdıkça, bulgularımız, sürdürülebilir bir enerji geleceği için dayanıklı, ölçeklenebilir ve çevresel olarak sorumlu fotovoltaik cihazlar geliştirmek isteyen araştırmacılar ve endüstri ortakları için hayati bilgiler sağlar.
Bu hikaye, araştırmacıların yayınlanmış araştırma makalelerinden bulguları rapor edebilecekleri Science X iletişim kutusunun bir parçasıdır. Science X iletişim kutusu ve nasıl katılacağınız hakkında bilgi için bu sayfayı ziyaret edin.
