Чернила графена и родственных материалов улучшают солнечные элементы

Представьте себе преимущества для окружающей среды, если бы мы все могли просто нарисовать солнечные элементы на крыше наших домов или на любой поверхности в этом отношении. Мы могли бы сделать это с помощью солнечных батарей на основе перовскита (PSC), но из-за их нестабильности они еще не получили широкого распространения. Теперь исследователи из Флагманского графена разработали гибриды квантовых точек дисульфида графена и молибдена для стабилизации PSC.

Прогресс в PSC означает, что они готовы стать доступным и гибким вариантом солнечных батарей для интеллектуальных приложений с низкой интенсивностью. Это связано с тем, что PSCs менее сложны в производстве, изготавливаются из более дешевых материалов и благодаря своей гибкости могут использоваться в местах, где традиционные кремниевые солнечные элементы не могут быть размещены.

Сотрудничество между флагманскими партнерами Istituto Italiano di Technologia, Римского университета Tor Vergata и BeDimensional привело к новому подходу, основанному на графене и связанных с ним материалах, для стабилизации PSC.

PSC быстро улучшаются. Когда они были впервые разработаны в 2009 году, они имели начальную эффективность 3,8%. Сегодня они могут достичь эффективности выше 22%. Для сравнения, кремниевые солнечные элементы существуют примерно с 1880 года, достигнув уровня эффективности только 26,1% в 2018 году.

Основным недостатком ЧОКов является их нестабильность. Именно здесь вступают в игру гибриды квантовых точек / графена дисульфида молибдена. Сотрудничество между исследовательскими институтами и промышленными партнерами, поддерживаемое компанией Graphene Flagship, позволило получить чернила на основе материала, связанного с графеном (GRM). Слои этого над PSC видели их резко повысить стабильность.

Графен был центральным, так как дисульфид молибдена был прикреплен к восстановленному оксиду графена. Это позволило применить свойства обоих материалов, и чернила не только повысили стабильность, но и производительность PSC.

«Флагман графена был в центре этого развития», объяснил профессор Эммануэль Кимакис, заместитель руководителя рабочего пакета по производству энергии. «Финансирование и структура, которые были созданы, стали ключом к участию новых исследовательских групп, таких как Римский университет Tor Vergata.

«Благодаря этому исследованию мы преодолели серьезное препятствие на пути внедрения этой новой технологии», – продолжил профессор Кимакис. «С новыми уровнями стабильности и производительности мы можем увидеть массовое внедрение PSC в ближайшие несколько лет».

Как только стабильность PSC будет решена, внимание может быть сосредоточено на расширении производства. Производство PSC требует обработки решения, которое может быть увеличено до промышленного масштаба. Благодаря гибкости, PSC могут применяться практически на любой поверхности и производить электричество.

Стабильные PSC могли изменить способ, которым мы питаем наши дома и устройства, поскольку любая доступная поверхность могла бы быть сделана для производства электричества.

Андреа С. Феррари, специалист по науке и технике флагманского корабля «Графен» и председатель его группы управления, добавила: «потенциал графена и связанных с ним материалов для улучшения солнечных элементов был признан с самого начала флагманского корабля. Их Сочетание с появляющимся полем солнечных элементов на основе перовскита в настоящее время позволяет сделать решающий шаг вперед в области стабильности. Это подтверждает основные инвестиции в передовые проекты по созданию солнечных батарей Flagship и прокладывает путь для новой солнечной фермы, которую мы будем развивать к 2020 году ».

Источник: http://graphene-flagship.eu/

Source link