Steeds meer richten we ons op zonneboerderijen in de strijd tegen klimaatverandering, daarom zijn wetenschappers op zoek naar nieuwe materialen die zonnepanelen nog efficiënter kunnen maken. Het verbeteren van de efficiëntie vereist het bestuderen van materialen die licht detecteren en uitstralen, wat de basis vormt van onderzoek naar opto-elektronica. Een van de nieuwe soorten van deze materialen zijn perovskieten.
Wetenschappers van het Argonne National Laboratory, een onderzoeksfaciliteit van het Amerikaanse Ministerie van Energie, hebben recentelijk een onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Joule, waarin zij laten zien hoe ionen bewegen in verschillende perovskietkristallen onder invloed van ultraviolette (UV) straling. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in het bestuderen van de stabiliteit van materialen onder UV-straling, omdat dit de efficiëntie van zonnecellen aanzienlijk kan verminderen, zelfs met meer dan 50% na langdurige blootstelling.
Elektriciteit wordt opgewekt door licht dat op de zonnecel valt, waarbij elektronen worden losgemaakt en in staat worden gesteld te circuleren en te bewegen. Echter, de instabiliteit van perovskieten zorgt ervoor dat bijvoorbeeld jodium het systeem verlaat in de vorm van jodiumgas, waardoor er ruimte ontstaat voor ionen om te migreren, wat resulteert in defecten die ervoor zorgen dat het systeem niet meer functioneert. Wetenschappers hopen dat het verbeteren van de stabiliteit van perovskieten zonnecellen een levensduur van twintig tot dertig jaar kan geven, waardoor ze bruikbaarder worden in de industrie.
“Perovskieten hebben veel potentieel voor gebruik in zonnecellen en LED-displays. Bij het Argonne Laboratory hopen we gebruik te kunnen maken van de krachtige röntgenstralen om de geheimen van perovskieten te onthullen en manieren te vinden om hun stabiliteitsproblemen te overwinnen,” aldus Yanqi (Grace) Luo, een wetenschapper aan het Argonne Laboratory en hoofdauteur van het artikel.
Perovskieten hebben enorm potentieel voor gebruik in zonnecellen en zijn sterke kanshebbers voor een doorbraak op het gebied van zonne-energie en klimaatbestendigheid. Commerciële fotovoltaïsche cellen gemaakt van silicium kunnen 10-15% van de zonne-energie omzetten in elektrische energie. Daarentegen hebben perovskieten dit percentage sinds de eerste experimenten in 2009 verhoogd naar 26%, wat beter is dan vele andere soorten zonnecellen.
Om de omzetting van zonne-energie in perovskieten te verbeteren, werken wetenschappers aan het versterken van de stabiliteit van het materiaal door innovatieve componenten te introduceren en de structuur ervan te veranderen. Door de verhoudingen van halogeniden aan te passen en verschillende ionen van variërende groottes of hoeveelheden toe te voegen, kunnen wetenschappers profiteren van de gunstige eigenschappen van perovskieten. Vanwege de kenmerken van instabiliteit van perovskietgebaseerde cellen is het noodzakelijk om een gespecialiseerd onderzoeksplatform te ontwerpen en bijzonder voorzichtig te werk te gaan tijdens de studies.
FAQ:
1. Welke rol speelt het onderzoeksplatform dat ontwikkeld is door het team van Luo?
– Het platform stelt wetenschappers in staat om de beweging van ionen in perovskieten te volgen, potentieel materiaal voor nieuwe zonne-energie oogstapparaten.
2. Waarom zoeken wetenschappers naar nieuwe materialen voor de productie van zonnepanelen?
– Wetenschappers zoeken naar nieuwe materialen om zonnepanelen nog efficiënter te maken, omdat zonneboerderijen steeds belangrijker worden in de strijd tegen klimaatverandering.
3. Wat zijn perovskieten?
– Perovskieten zijn een van de nieuwe soorten materialen die licht detecteren en uitstralen, en vormen de basis van onderzoek naar opto-elektronica.
4. Welk onderzoek hebben wetenschappers van het Advanced Photon Source (APS) gepubliceerd?
– Wetenschappers hebben een onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Joule, waarin ze laten zien hoe ionen bewegen in verschillende perovskietkristallen onder invloed van ultraviolette (UV) straling.
5. Waarom zijn wetenschappers geïnteresseerd in het bestuderen van de stabiliteit van perovskieten onder UV-straling?
– UV-straling kan de efficiëntie van zonnecellen aanzienlijk verminderen, daarom bestuderen wetenschappers de stabiliteit van perovskieten om de efficiëntie te verbeteren.
6. Wat zijn de hoop van wetenschappers in het verbeteren van de stabiliteit van perovskieten?
– Wetenschappers hopen dat het verbeteren van de stabiliteit van perovskieten zonnecellen een levensduur van twintig tot dertig jaar kan geven.
7. Wat zijn de mogelijke toepassingen van perovskieten?
– Perovskieten hebben veel potentieel voor gebruik in zonnecellen en LED-displays.
8. Wat zijn de voordelen van het gebruik van perovskieten in vergelijking met andere soorten zonnecellen?
– Fotovoltaïsche cellen gemaakt van perovskieten kunnen een hoger vermogen hebben om zonne-energie om te zetten in elektrische energie in vergelijking met cellen gemaakt van silicium.
9. Hoe werken wetenschappers aan het verbeteren van de stabiliteit van perovskieten?
– Wetenschappers werken aan het versterken van de stabiliteit van perovskieten door innovatieve componenten te introduceren en de structuur ervan te veranderen.
10. Waarom is het noodzakelijk om een gespecialiseerd onderzoeksplatform te ontwerpen en voorzichtig te zijn tijdens perovskietstudies?
– Vanwege de kenmerken van instabiliteit van perovskietgebaseerde cellen is het noodzakelijk om een gespecialiseerd onderzoeksplatform te ontwerpen en bijzonder voorzichtig te werk te gaan tijdens de studies.
Woordenlijst:
1. Stabiliteit – het vermogen om onveranderd te blijven.
2. Efficiëntie – effectiviteit, efficiëntie van werking.
3. Perovskieten – een type materialen dat licht detecteert en uitstraalt.
4. Zonne-energie – energie afkomstig van de zon.
5. Zonneboerderijen – installaties die ontworpen zijn om elektrische energie op te wekken uit zonlicht.
Aanbevolen gerelateerde links:
– [Argonne National Laboratory](https://www.anl.gov/)
– [United States Department of Energy](https://www.energy.gov/)
The source of the article is from the blog macholevante.com