Solarpaneler blir allt viktigare i kampen mot klimatförändringar, vilket är anledningen till att forskare söker efter nya material för att göra solpaneler ännu mer effektiva. För att öka effektiviteten krävs studier av material som detekterar och emitterar ljus, vilket utgör grunden för optoelektronisk vetenskap. Ett av dessa nya material är perovskiter.
Forskare vid Argonne National Laboratory har nyligen publicerat en studie i tidskriften Joule där de presenterar en metod för att observera ionsrörelser i olika kristallina perovskiter under ultraviolett (UV) strålning. Forskarna är intresserade av att studera stabiliteten hos material under UV-strålning eftersom det kan påverka effektiviteten hos solceller betydligt, vilket kan minska den med över 50% efter långvarig exponering.
Elektricitet genereras från ljus som träffar solcellen och förskjuter elektroner, vilket gör att de kan cirkulera och röra sig inuti cellen. Stabilitetsproblemen hos perovskiter gör dock att exempelvis jod lämnar systemet som jodgas och skapar vakanser för joner att migrera samt defekter som gör systemet obrukbart. Forskarna hoppas att genom att förbättra stabiliteten hos perovskiter, kunna öka solcellernas livslängd till tjugo till trettio år, vilket skulle göra dem mer användbara inom industrin.
”Perovskiter har stor potential för användning inom solceller och LED-skärmar. På Argonne National Laboratory hoppas vi kunna använda de kraftfulla röntgenstrålarna för att avslöja mysterierna hos perovskiter och hitta sätt att övervinna deras stabilitetsutmaningar”, säger Yanqi (Grace) Luo, en forskare vid Argonne och huvudförfattaren till artikeln.
Perovskiter har betydande potential för användning inom solceller och är starka kandidater för ett genombrott inom solenergi och klimatanpassning. Kommersiella fotovoltaiska celler tillverkade av kisel kan konvertera 10-15% av solenergin till elektricitet. Perovskiter har dock ökat detta värde till så högt som 26% sedan de första experimenten år 2009 och har därmed överträffat många andra typer av solceller.
För att förbättra konverteringen av solenergi i perovskiter arbetar forskare med att förbättra materialens stabilitet genom att introducera innovativa komponenter och göra strukturella förändringar. Genom att modifiera halidförhållandena och tillsätta olika joner med varierande storlek eller mängd kan forskarna utnyttja de önskvärda egenskaperna hos perovskiter. På grund av perovskitbaserade cellers instabilitet krävs speciell design av vetenskapliga forskningsuppställningar och försiktighet vid experiment.
FAQ:
1. Vilken roll spelar forskningsplattformen som skapats av teamet under Luo:s ledning?
– Plattformen gör att forskare kan följa rörelsen av joner i perovskiter, potentiella material för nya solenergiinsamlingsanordningar.
2. Varför söker forskare efter nya material för produktion av solpaneler?
– Forskare söker efter nya material för att göra solpaneler ännu mer effektiva, eftersom solfält blir allt viktigare i kampen mot klimatförändringar.
3. Vad är perovskiter?
– Perovskiter är en ny typ av material som detekterar och emitterar ljus och utgör grunden för optoelektronisk vetenskap.
4. Vilken undersökning publicerade forskare från Advanced Photon Source (APS)?
– Forskare publicerade en undersökning i tidskriften Joule, där de presenterade en metod för att observera ionsrörelser i olika kristallina perovskiter under ultraviolett (UV) strålning.
5. Varför är forskare intresserade av att studera stabiliteten hos perovskiter under UV-strålning?
– UV-strålning kan betydligt påverka effektiviteten hos solceller, därför studerar forskare stabiliteten hos perovskiter för att förbättra deras effektivitet.
6. Vad är forskarnas förhoppningar när det gäller att förbättra stabiliteten hos perovskiter?
– Forskarna hoppas att genom att förbättra stabiliteten hos perovskiter kan solceller ha en livslängd på tjugo till trettio år.
7. Vilka potentiella applikationer har perovskiter?
– Perovskiter har stor potential för användning inom solceller och LED-skärmar.
8. Vilka fördelar finns med att använda perovskiter jämfört med andra typer av solceller?
– Fotovoltaiska celler tillverkade av perovskiter har en högre kapacitet att konvertera solenergi till elektricitet jämfört med celler tillverkade av kisel.
9. Hur arbetar forskare med att förbättra stabiliteten hos perovskiter?
– Forskare arbetar med att förbättra stabiliteten hos perovskiter genom att introducera innovativa komponenter och göra strukturella förändringar.
10. Varför krävs speciell design av forskningsuppställningar och försiktighet vid perovskitstudier?
– På grund av instabiliteten hos perovskitbaserade celler krävs speciell design av vetenskapliga forskningsuppställningar och försiktighet vid experiment.
Ordlista:
1. Stabilitet – förmågan att förbli i ett oförändrat tillstånd.
2. Effektivitet – effektivitet och driftsäkerhet.
3. Perovskiter – en typ av material som detekterar och emitterar ljus.
4. Solenergi – energi som kommer från solen.
5. Solfält – anläggningar som är utformade för att generera elektricitet från solen.
Föreslagna relaterade länkar:
– Argonne National Laboratory
– U.S. Department of Energy
The source of the article is from the blog hashtagsroom.com