Unikalna platforma badawcza opracowana przez zespół prowadzony przez Luo, wykorzystująca intensywne promieniowanie rentgenowskie Advanced Photon Source (APS), umożliwiła naukowcom śledzenie ruchu jonów w perowskitach – potencjalnych materiałach do nowych urządzeń zbierających energię słoneczną.
Elektrownie słoneczne stają się coraz ważniejsze w walce ze zmianami klimatycznymi, dlatego naukowcy szukają nowych materiałów, które uczynią panele słoneczne jeszcze bardziej wydajnymi. Poprawa efektywności wymaga badania materiałów wykrywających i emitujących światło, które stanowią podstawę badań optoelektroniki. Jednym z nowych rodzajów tych materiałów są perowskity.
Naukowcy z Advanced Photon Source (APS), placówki badawczej Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych w Argonne National Laboratory, niedawno opublikowali badanie w czasopiśmie Joule, w którym przedstawili, jak jony poruszają się w różnych kryształach perowskitów pod wpływem ultrafioletowego (UV) promieniowania. Naukowcy interesują się badaniem stabilności materiałów pod wpływem promieniowania UV, ponieważ może ono znacznie zmniejszyć wydajność ogniw słonecznych o ponad 50% po długotrwałej ekspozycji.
Elektryczność jest generowana przez światło, które pada na ogniwko słoneczne, przemieszczając związane z nim elektrony i umożliwiając im krążenie i poruszanie się wewnątrz. Jednak niestabilność perowskitów powoduje, na przykład, że jod w formie gazu opuszcza system, tworząc luki dla migracji jonów, co powoduje defekty i zatrzymuje działanie systemu. Naukowcy mają nadzieję, że poprawa stabilności perowskitów pozwoli ogniwkom słonecznym mieć żywotność od dwudziestu do trzydziestu lat, co sprawi, że będą bardziej przydatne w przemyśle.
“Perowskity mają duży potencjał do zastosowania w ogniwach słonecznych oraz wyświetlaczach LED. W Argonne Laboratory mamy nadzieję wykorzystać potężne wiązki rentgenowskie, aby odkryć tajemnice perowskitów i znaleźć sposoby na pokonanie ich problemów ze stabilnością” – powiedziała Yanqi (Grace) Luo, naukowiec z Argonne Laboratory i główna autorka artykułu.
Perowskity mają ogromny potencjał do zastosowania w ogniwach słonecznych i są poważnymi kandydatami na przełom w energii słonecznej i odporności klimatycznej. Komercyjne ogniwa fotowoltaiczne wykonane z krzemu mogą przekształcić 10-15% energii słonecznej na energię elektryczną. Perowskity zwiększyły wartość tej konwersji do 26% od pierwszych eksperymentów w 2009 roku, przewyższając wiele innych typów ogniw słonecznych.
Aby poprawić konwersję energii słonecznej w perowskitach, naukowcy pracują nad poprawą stabilności materiału poprzez wprowadzanie innowacyjnych składników i zmianę jego struktury. Modyfikując proporcje halogenków i dodając różne jony o różnych rozmiarach lub ilościach, naukowcy mogą wykorzystać korzystne właściwości perowskitów. Ze względu na niestabilne charakterystyki ogniw opartych na perowskitach, konieczne jest zaprojektowanie specjalistycznej platformy badawczej i zachowanie szczególnej ostrożności podczas badań.
FAQ:
1. Jaką rolę pełni opracowana przez zespół Luo platforma badawcza?
– Platforma pozwala naukowcom śledzić ruch jonów w perowskitach, potencjalnych materiałach do nowych urządzeń zbierających energię słoneczną.
2. Dlaczego naukowcy poszukują nowych materiałów do produkcji paneli słonecznych?
– Naukowcy poszukują nowych materiałów, aby zwiększyć wydajność paneli słonecznych, ponieważ elektrownie słoneczne stają się coraz ważniejsze w walce ze zmianami klimatycznymi.
3. Czym są perowskity?
– Perowskity to jeden z nowych rodzajów materiałów wykrywających i emitujących światło, będących podstawą badań optoelektroniki.
4. Jakie badanie opublikowali naukowcy z Advanced Photon Source (APS)?
– Naukowcy opublikowali badanie w czasopiśmie Joule, w którym przedstawili, jak jony poruszają się w różnych kryształach perowskitów pod wpływem ultrafioletowego (UV) promieniowania.
5. Dlaczego naukowcy interesują się badaniem stabilności perowskitów pod wpływem promieniowania UV?
– Promieniowanie UV może znacznie zmniejszyć wydajność ogniw słonecznych, dlatego naukowcy badają stabilność perowskitów, aby poprawić ich wydajność.
6. Jakie są nadzieje naukowców w poprawie stabilności perowskitów?
– Naukowcy mają nadzieję, że poprawa stabilności perowskitów pozwoli ogniwkom słonecznym mieć żywotność od dwudziestu do trzydziestu lat.
7. Jakie są potencjalne zastosowania perowskitów?
– Perowskity mają duży potencjał do zastosowania w ogniwach słonecznych i wyświetlaczach LED.
8. Jakie są korzyści z wykorzystania perowskitów w porównaniu z innymi typami ogniw słonecznych?
– Ogniwa fotowoltaiczne wykonane z perowskitów mają większą zdolność do przekształcenia energii słonecznej na energię elektryczną w porównaniu do ogniw wykonanych z krzemu.
9. W jaki sposób naukowcy pracują nad poprawą stabilności perowskitów?
– Naukowcy pracują nad poprawą stabilności perowskitów poprzez wprowadzanie innowacyjnych składników i zmianę struktury.
10. Dlaczego konieczne jest zaprojektowanie specjalistycznej platformy badawczej i zachowanie ostrożności podczas badań nad perowskitami?
– Ze względu na niestabilne charakterystyki ogniw opartych na perowskitach, konieczne jest zaprojektowanie specjalistycznej platformy badawczej i zachowanie szczególnej ostrożności podczas badań.
The source of the article is from the blog windowsvistamagazine.es