[ad_1]

گروه پروسکایتهای به اصطلاح متال هالید در سالهای اخیر انقلابی در زمینه فتوولتائیک ایجاد کرده است. به طور کلی ، پروسکیت های متال هالید مواد بلوری هستند که از ساختار ABX3 پیروی می کنند ، با ترکیبات مختلف. در اینجا ، A ، B و X ممکن است ترکیبی از یونهای آلی و غیر آلی مختلف را نشان دهند. این مواد دارای تعدادی ویژگی هستند که برای استفاده در سلول های خورشیدی ایده آل هستند و می توانند به دستگاه های الکترونیکی بسیار کارآمد مانند لیزر ، LED یا آشکارسازهای نوری کمک کنند. در مورد توسعه فن آوری کارآمد با مصرف انرژی ، اهمیت تحقیق در مورد این مواد بسیار زیاد است.

از خواص مفید پروسکیت های متال هالید می توان به ظرفیت جمع آوری نور زیاد و توانایی چشمگیر آنها در تبدیل کارآمد انرژی خورشید به برق اشاره کرد. ویژگی دیگر این مواد این است که هم حامل های شارژ و هم یون ها در آنها متحرک هستند. در حالی که حمل و نقل یک باربر یک فرایند عمده مورد نیاز برای عملکرد فتوولتائیک سلول خورشیدی است ، نقایص یونی و حمل و نقل یون ها اغلب اثرات نامطلوبی بر عملکرد این دستگاه ها دارند. علیرغم پیشرفتهای چشمگیر در این زمینه از تحقیقات ، بسیاری از س questionsالات در مورد فیزیک یونها در مواد پروسکایت باز هستند.

برای درک بهتر این ساختارها ، اکنون دانشگاه های فنی کمنیتس و درسدن گامی بزرگ به جلو برداشته اند. در یک تحقیق مشترک توسط گروه های تحقیقاتی پیرامون پروفسور دکتر جانا وینزوف (رئیس فناوری های نوظهور الکترونیکی در انستیتوی فیزیک کاربردی و مرکز الکترونیک پیشرفته درسدن – cfaed ، TU درسدن) و پروفسور دکتر کارستن دابل (اپتیک و فوتونیک ماده متراکم ، دانشگاه صنعتی کمنیتس) به رهبری دانشگاه فنی کمنیتس ، دو تیم منظره نقص یونی در پروسکیت های متال هالید را کشف کردند. آنها توانستند خصوصیات اساسی یونهای سازنده این مواد را شناسایی کنند. مهاجرت یونها منجر به نقص در مواد می شود که تأثیر منفی بر کارایی و پایداری سلولهای خورشیدی پروسکیت دارد. گروه های کاری دریافتند که حرکت تمام یونهای مشاهده شده ، علی رغم خصوصیات متفاوت آنها (مانند بار مثبت یا منفی) ، از یک مکانیسم حمل و نقل مشترک پیروی می کند و همچنین امکان شناسایی نقص و یون را دارد. این قانون معروف به قانون مایر-نلدل است. نتایج در ژورنال منتشر شد ارتباطات طبیعت.

سباستین ریچرت ، استادیار گروه اپتیک و فوتونیک ماده چگال شده در دانشگاه فنی کمنیتس و نویسنده اصلی این مقاله گفت: “مطالعه نقص یونی مواد پروسکایت کار ساده ای نیست.” ريچرت توضيح مي دهد: “ما بايد توصيف طيف سنجي گسترده اي از نمونه هاي پروسكيت را انجام مي داديم كه در آن نقص ها عمداً معرفي شده و نوع و تراكم آنها به تدريج تنظيم شد. از اين رو ، تخصص هر دو تيم بسيار ارزشمند بود.”

توضیح مکانیسم های اصلی حمل و نقل

پروفسور وینزوف می افزاید: “یکی از مهمترین نتایج مطالعه ما تعامل پیچیده بین منظره یونی و الکترونیکی در مواد پروسکایت است ،” با تغییر چگالی نقص های مختلف یونی در مواد پروسکیت ، مشاهده می کنیم که در پتانسیل و ولتاژ دستگاه های مدار باز تحت تأثیر قرار می گیرند. “این تأکید می کند که مهندسی معیوب ابزاری قدرتمند برای بهبود عملکرد سلولهای خورشیدی پروسکیت در خارج از سطح هنر است.

این مطالعه مشترک همچنین نشان داد که تمام نقایص یونی مطابق با قانون به اصطلاح مایر-نلدل است. پروفسور دابل می گوید: “این بسیار هیجان انگیز است زیرا اطلاعات اساسی در مورد فرایندهای پرش یونی در پروسکیت ها را نشان می دهد.” “ما در حال حاضر دو فرضیه درباره ریشه این مشاهدات داریم و قصد داریم این موارد را در مطالعات آینده خود بررسی کنیم.”

زمینه: همکاری کمنیتس و درسدن در SPF 2196 DFG

تیم تحقیقاتی کارستن دابل در زمینه امپدانس و طیف سنجی گذرا در سطح عمیق ، روشهای قدرتمند برای بررسی نقص در مواد نیمه هادی پیشتاز است. گروه جانا وینزوف روشی را برای تأثیر و کنترل نوع و تراکم نقص در مواد پروسکیت با اصلاح عمدی استوکیومتری محلول که از آن رسوب داده شده است ، ایجاد کردند. سپس از این مواد برای تولید سلول های خورشیدی استفاده می شود ، به طوری که ویژگی های طیف سنجی آنها می تواند ارتباط مستقیمی با خصوصیات فتوولتائیک آنها داشته باشد.

دو تیم در حال کار بر روی پروژه مشترک نقص Perovskite: فیزیک ، تکامل و پایداری (PERFECT PV) به عنوان بخشی از برنامه اولویت (SPP) بنیاد تحقیقات آلمان (DFG) 2196 نیمه هادی های پروسکایت هستند: از خصوصیات اساسی تا کاربرد.

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه صنعتی درسدن. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: packge-news.ir

ایندکسر