Avstraliyadagi Sidney universitetining Jon Guk nomidagi nanofanlar kafedrasi professori Anita Xo-Bailli boshchiligidagi tadqiqotchilar jamoasi dunyodagi eng katta uchlik -perovskit-perovskit-silikon tandem quyosh batareyasi uchun quyosh texnologiyasi bo‘yicha yangi rekord o‘rnatdi.
Ularning uzunligi 16 sm2uchlik{0}}birlashma xujayrasi 23,3% (mustaqil sertifikatlangan) barqaror-davlat quvvatini konversiyalash samaradorligiga ega boʻlib, bu katta hududdagi qurilmalar uchun eng yuqori koʻrsatkichdir. Uning jamoasi ham 1 sm ni yaratdi227,06% samaradorlikka ega hujayra, yangi issiqlik barqarorligi standartlarini o'rnatdi (videoga qarang).
Samaradorlikni oshirishga "quvvat konvertatsiyasi samaradorligi uchun kattaroq joy- sabab bo'lmoqda, chunki uch tomonlama ulanish uchun nazariy samaradorlik chegarasi ~51% ni tashkil qiladi, qo'shaloq ulanish uchun esa bu taxminan 45% ni tashkil qiladi", deydi Zero Net universiteti bilan hamkorlikda bo'lgan Xo-Bailli. "Agar quyosh batareyasining tarmoqli oralig'i cheklanmagan bo'lsa, bitta ulanish 33% ni tashkil qiladi, ammo kremniy uchun atigi 30%."
Koʻp oʻtkazgichli tandem quyosh xujayralari quyosh xujayralarini quyosh spektrining qismlarini elektr energiyasiga samaraliroq aylantirish hamda sub-band boʻshliq va issiqlik yoʻqotishlarini minimallashtirish uchun{0}}eng yuqori qismi quyoshga{1}}qaragan tomoniga-boʻlgan turli tarmoqli boʻshliqlarga ega quyosh batareyalarini joylashtirishni oʻz ichiga oladi.
“Masalan, ikki-birikmali hujayrada, yuqori kenglik{1}}boʻgʻimli ulanish yuqori foton energiyasini elektr energiyasiga aylantiradi va uni torroq tarmoqli oʻtishdan koʻra samaraliroq bajaradi{{2}, bu esa issiqlik yoʻqotilishini kamaytiradi”, — tushuntiradi Xo-Bailli. "Quyi{5}}energiya fotonlari yuqori kenglik-oʻtkazgichdan oʻtadi va elektr energiyasini konvertatsiya qilish uchun torroq tarmoqli boʻshligʻi tomonidan soʻriladi. Agar pastki oʻtish joyi boʻlmaganda, bunday pastroq{8}}energiyali fotonlar pastki-band boʻshliqning yutilmasligini yoʻqotishiga olib keladi."
Optik dizaynlar
Ishlatilgan optik dizaynlarni ko'rsatish uchun jamoaning ikkita eng yaxshi perovskit birikmasi oltin nanozarrachalar orqali elektr bilan bog'langan. “Biz nanozarrachalar qoplamining optik yo‘qotishga ta’sirini simulyatsiya qilish uchun optik modellashtirishdan, nanozarrachalar yaratgan ohmik kontaktni simulyatsiya qilish uchun esa elektr modellashtirishdan foydalandik”, deb tushuntiradi Xo-Bailli. "Elektr quvvatiga putur etkazmasdan minimal optik yo'qotish uchun etarli miqdordagi nanozarrachalar mavjud bo'lganda muvozanat o'rnatiladi."
Xo-Bailli jamoasi, shuningdek, "rubidiyni perovskitdagi kamroq barqaror metilamoniy bilan almashtirish va piperazinium-dikloridni (PDCI) pastroq o‘tkazuvchan sirt qatlami bilan almashtirish" orqali keng diapazonli (1,91-eV) perovskit birikmasining barqarorligi va unumdorligini yaxshilagan.
Xo-Beylining o‘ta yupqa oltinni tasavvur qilish istagidagi qat’iyati o‘z samarasini berdi. "Birinchi navbatda yarim uzluksiz plyonkaga aylanishi uchun klasterlar shakllanishi uchun juda muhim miqdorda oltin bo'lishi kerak", deydi u. "Ko'proq oltin uzluksiz plyonkaning o'sishiga imkon beradi. "Klaster" kritik miqdordan pastroqda oltin nanozarrachalar shaklida bo'ladi. Bizning topilmalarimizni qiziqtirgan narsa shundaki, plyonkalar-uzluksiz yoki uzluksiz{6}}ikki tutashuvni ulash uchun kerak emas. Nanozarrachalar, garchi izolyatsiya qilingan bo'lsa-da, avtomobillar orasidagi ohmik aloqa uchun etarli. optik yo'qotishlarni minimallashtirish."
Ushbu samaradorlik rekordi maydon uchun nimani anglatadi? “Bizning namoyishimiz kelajakda samaradorlikni oshirish uchun muhim moddiy xususiyatlar haqida tushuncha beradi”, deydi Xo-Bailli. "Yo'qotishlar tahlili, shuningdek, -kichik{3}} va yirik-hududdagi qurilmalar uchun kelgusida samaradorlikni oshirish bo'yicha tavsiyalar beradi. Keyingisi: 30% uchlik o'tish, 40% gacha."
Jamoa ishiga Xitoy, Germaniya va Sloveniyadan kelgan hamkorlar jalb qilingan va Avstraliya qayta tiklanadigan energiya agentligi va Avstraliya tadqiqot kengashidan yordam olgan.
