Yon devlopman remakab nan teknoloji fotovoltaik te reklame pa yon ekip chèchè ki te dirije pa Nanjing University, ak kolabore ak pwodiktè selil solè Renshine Solar, menm jan yo te kreye yon modil solè perovskite ak zòn nan 810 cm² ak efikasite nan konvèti enèji solè a nan elektrisite nan 24.0%. Rezilta sa a te verifye pa TÜV SÜD, epi li se yon rekò mondyal nan kreye modil perovskites plis pase 800 cm² nan zòn. Konklizyon yo te pibliye nan jounal "Nature."
Beyond laboratwa a: defi echèl la
Selil solè perovskit yo te fè chèchè avegle depi lontan yo ak pwogrè rapid efikasite yo-soti jis 3.8% an 2009 rive plis pase 25% nan aparèy laboratwa-echèl jodi a. Men, chemen ki soti nan yon ti selil laboratwa rive nan yon modil gwo komèsyalman solid te chaje ak obstak. Kòm aparèy yo ogmante, domaj yo miltipliye, kouch vin inegal, ak efikasite degrengole. "Gap echèl" sa a se sèl pi gwo baryè pou komèsyalizasyon perovskit.
Ekip la nan Inivèsite Nanjing te finalman kouvri distans sa a avèk siksè. Modil yo, ki mezire 810 cm²; menm jan ak yon fèy papye komen, li te pwodwi yon efikasite dosye nan 24.2% pou modil la teste anba kondisyon laboratwa, pandan y ap sètifikasyon endepandan an konfime yon efikasite nan 24.0%. Modil la te montre tou yon vòltaj sikwi louvri -53.46 V, yon kout -kouran sikwi 0.436 A ak yon faktè ranpli 83.40%. Pandan ke pwen maksimòm pouvwa swiv ap travay, pwodiksyon modil la estab nan nivo 19.4 W.
Menm plis enpresyonan, ekip la te fabrike 150 modil ak yon zòn total de 0.72 m²-yon vrè mèt-echèl pwodwi-reyalize yon pwodiksyon pouvwa mwayèn de 144 W. Chanpyon nan pami sa yo te rive nan yon efikasite sètifye nan 22.0% ak yon pwodiksyon de 158.4 W, mete yon rekò echèl 9} mèt efikasite.
Dekouvèt teknik la: Repanse pasivasyon andigman
Ki sa ki fè reyalizasyon sa a posib? Repons lan chita nan yon repanse entelijan sou pasivasyon sifas-pwosesis trete defo nan fwontyè kouch perovskit la ki pyèj pòtè chaj yo ak akselere rekonbinasyon, bese vòltaj ak kouran yon aparèy ka ekstrè nan limyè solèy la.
Pasivasyon konvansyonèl depann sou alogen amonyòm (AHPs), ki travay byen nan laboratwa a men vin pwoblèm nan echèl. Lè yo konbine avèk plas-kouvwi mouri-metòd depo kontinyèl yo itilize pou gwo-manifakti zòn-AHP yo gen tandans distribye yon fason ki inegal, kite kèk rejyon -trete ak lòt yo anba-pasivasyon. Yo tou sansib a imidite, tipikman fòse manifaktirè yo trete modil mèt -echèl andedan atmosfè inaktif, ajoute konpleksite ekipman ak pri.
Ekip Chinwa a te pran yon apwòch fondamantalman diferan. Olye pou yo konte sou pasivatè a pou konpanse pou yon sifas ki pa favorab, yo te kreye chimi sifas fim perovskit la.anvanpasiv li. Sèvi ak yon sistèm sòlvan ak presyon vapè saturation segondè, yo kontwole kristalizasyon fim nan yo pwodwi yon sifas ki natirèlman rich nan formamidinium yod (FAI). Lè sa a, yo te trete sifas ki pwepare ak dyoleat plon-yon carboxylate plon chimik ki estab (LCP)- nan plas alogenur amonyòm konvansyonèl yo.
Konklizyon yo te revolisyonè. X-ray photoelectron spèktroskopi pwouve prezans nan lyezon chimik ant LCP a ak FAI-sifas ki rich, pandan y ap analiz fotoluminesans te montre ke lavi konpayi asirans lan te ogmante soti nan 264 nanosegond a 706 nanosegond, sa vle di ke pyèj konpayi asirans lan diminye konsiderableman ak bon jan kalite a pasivasyon amelyore anpil. Kontrèman ak fim yo trete pa AHP, ki te ekspoze depozisyon inegal ak domaj sou yon echèl macro, tretman LCP a te lakòz fim kontinyèl idrofob karakterize pa amelyore rezistans nan imidite, chalè, ak radyasyon UV.
Durability: Moso ki manke nan devinèt la
Efikasite se sèlman mwatye istwa a. Pou nenpòt teknoloji fotovoltaik reyisi nan domèn komèsyal, li dwe andire plizyè dizèn tan reyèl nan lemonn-. Isit la, apwòch LCP te bay rezilta egalman frapan.
Nan tès estanda Komisyon Elektwoteknik Entènasyonal (IEC), modil LCP-trete yo te montre yon rezistans remakab. Apre 1,300 èdtan ekspoze chalè imid-, modil LCP pèdi jis 2% nan efikasite inisyal yo-konpare ak 39% pou modil AHP-trete yo. Apre 300 sik tèmik, degradasyon te neglijab. Apre 2,200 èdtan nan swiv pwen maksimòm pouvwa, modil yo kenbe 96% nan efikasite inisyal yo. Yo menm tou yo kenbe 95% nan pèfòmans inisyal apre UV aje. Tout modil LCP-modifye yo te pase plen tès fyab IEC 61215 -estanda entènasyonal yo itilize pou kalifye dirab modil fotovoltaik terès yo. Siveyans jaden te montre pwodiksyon enèji espesifik yo depase sa ki nan modil Silisyòm TOPCon.
Poukisa sa enpòtan pou endistri solè a
Dekouvèt sa a gen enplikasyon pwofon pou endistri solè mondyal la.
Premyèman, li montre ke fotovoltaik perovskit yo ka fabrike lè l sèvi avèk pwosesis lè anbyen{0} olye ke yo mande pou anviwònman inaktif kontwole sevè. Sa a retire yon gwo baryè pri nan pwodiksyon endistriyèl-echèl.
Dezyèmman, apwòch la abòde pasivasyon-kont-komèsan konduktivite-ki te limite anpil benefis nan kouch tretman piman defo-bloke yo. Nan tou de siprime defo elektwonik ak amelyore transpò konpayi asirans atravè koòdone a, estrateji LCP reyalize sa anpil te panse enposib: pi bon pèfòmans nan pi gwo echèl.
Twazyèmman, e petèt sa ki pi enpòtan, siksè ekip la nan mèt-echèl-ak 150 modil pwodwi ak teste-pwouve ke teknoloji a ka tradui soti nan selil rechèch nan fabrikasyon-achitekti ki enpòtan. Kòm chèchè yo te note, rezilta yo montre yon estrateji fabrikasyon ki asosye chimi sifas ki fèt espre ak yon pasivatè ki estab, -konpatib-, yon apwòch ki ta ka ede fèmen diferans ki genyen ant selil perovskit laboratwa ki trè optimize ak modil ki fèt ak kouch echèl kontinyèl, endistriyèl-.
Wout la devan
Etap enpòtan nan efikasite 24% pou gwo-modil perovskit zòn se pa yon pwen final-se yon pwen. Obsèvatè endistri yo note ke ak rafineman kontinye, modil komèsyal 2–3 m² ki reyalize 26% efikasite yo rive jwenn. Pandan se tan, tandem perovskit-Silisyòm ak tout-achitekti tandem perovskit kontinye ap pouse limit, ak kèk konfigirasyon ki deja depase 26% efikasite nan pi piti echèl.
Ki sa kolaborasyon Nankin University-Renshine Solar te pwouve se ke fotovoltaik perovskit yo pa jis yon kiryozite laboratwa ankò. Yo ap vin yon reyalite manifakti, dirab, ak de pli zan pli efikas. Pandan mond lan ap fè kous pou dekarbonize sistèm enèji li yo, dekouvèt sa a ofri yon rapèl pwisan ke pwochen jenerasyon teknoloji solè a pa gen plizyè deseni lwen -li ap konstwi kounye a, yon dosye alafwa.
