EO

Zonnepanelen krijgen meer pit van een vleugje chili

18 januari 2021 om 14:25 uur

Een wetenschapsteam uit China en Zweden heeft vastgesteld dat een snufje capsaïcine, de chemische verbinding die chilipepers hun pit geeft, een geheim ingrediënt kan zijn voor stabielere en efficiëntere perovskiet-zonnecellen.


Het onderzoek is gepubliceerd in Joule.

 

Senior auteur Qinye Bao: "We hopen dat dit uiteindelijk een volledig groene perovskiet-zonnecel oplevert voor een schone energiebron."

 

Hoewel halfgeleiders van metaalhalogenide perovskiet een veelbelovende component zijn voor de modernste zonneceltechnologieën, worden ze geplaagd door niet-stralingsrecombinatie, een ongewenst proces op elektronenniveau dat de efficiëntie vermindert en warmteverliezen verergert. Bao en collega's zochten naar een natuurlijk, goedkoop additief om deze beperking te overwinnen en de prestaties van zonnecellen te verbeteren.

 

"Gezien de elektrische, chemische, optische en stabiele eigenschappen van capsaïcine, vermoedden we dat het een veelbelovende kandidaat zou zijn."

 

Om de capaciteiten van capsaïcine te testen, voegde het team 0,1 gewichtsprocent Van de verbinding (de optimale bepaalde concentratie) toe aan een MAPbI3-perovskietvoorloper, die ze gebruikten om zonnecellen te fabriceren. Vervolgens voerden ze een reeks technieken uit, waaronder ultraviolette foto-elektronspectroscopie, röntgenfoto-elektronenspectroscopie en tijdopgeloste fotoluminescentie. Ze ontdekten dat terwijl controle-apparaten een energieconversie-efficiëntie van slechts 19,1% vertoonden, apparaten die capsaïcine bevatten een efficiëntie hadden van 21,88% - bijna net zo hoog als de record-efficiëntie van 21,93% van monokristallijne MAPbI3-apparaten. De verbeterde zonnecellen vertoonden ook een verbeterde stabiliteit en behielden meer dan 90% van hun aanvankelijke efficiëntie na 800 uur opslag in de omgevingslucht.

 

Bao en collega's stelden ook vast dat capsaïcine de defectdichtheid van de perovskietfilm aanzienlijk verminderde, de elektronendichtheid met een orde van grootte verhoogde en het ladingstransport stimuleerde. Bovendien zagen ze een kleinere lekstroom in zonnecellen die de chilipeperverbinding bevatten, wat suggereert dat het met succes niet-stralingsrecombinatie onderdrukte.

 

Capsaïcine maakte deze verbeteringen mogelijk door de oppervlakte-energetica van het perovskietmateriaal te transformeren en een interface te creëren tussen p-type halfgeleiderlagen, die meer elektron-deficiënte 'gaten' bevatten dan elektronen, en n-type halfgeleiderlagen, die meer elektronen dan 'gaten' bevatten. Deze interface bevordert het ladingstransport en onderdrukt het verlies aan efficiëntie dat wordt waargenomen in traditionele perovskiet halfgeleiders.

 

Het effect van de verbinding op niet-toxische, loodvrije perovskieten moet nog worden onderzocht. Bovendien moet de stabiliteit van het materiaal verder worden aangescherpt voordat het klaar is voor commerciële toepassingen.

 

Gerelateerd nieuws

Hittebeheersing in fusiereactoren

Hittebeheersing in fusiereactoren

Midden in een fusiereactor is het onwaarschijnlijk heet. Waterstof dat uit dit binnenste ontsnapt, moet op weg naar de wand worden afgekoeld, anders smelt de reactorwand. Differ-onderzoekers ontwikkelden met het EPFL…

Commissie wil chipfabriek in EU om afhankelijkheid van Azië te verkleinen

Commissie wil chipfabriek in EU om afhankelijkheid van Azië te verkleinen

De Europese Unie overweegt de bouw van een geavanceerde halfgeleiderfabriek in Europa om niet meer afhankelijk te zijn van de VS en Azië voor technologie in het hart van enkele van haar belangrijkste industrieën. Dat…

Twee doden bij ongeval met testen van prototype aandrijving: bedrijven beboet

Twee doden bij ongeval met testen van prototype-aandrijving: bedrijven beboet

Bij het testen van een prototype-aandrijving kwamen twee medewerkers van een bedrijf uit Gouda om. De rechtbank veroordeelt het bedrijf uit Gouda tot het betalen van een boete van 60.000 euro. Het samenwerkende bedrijf…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

9 maart 2021

Webinar: 10 keer klaar voor Industrie 4.0

Productiebedrijven met kleine series worden geholpen om data uit hun machines te halen en slim te...

10 maart 2021

Webinar: 5G and the Future of Business

A peek into the 5G revolution and what this technology brings to our lives.

23 maart 2021, online

Industrial Ethernet

Kennisdagen over de actuele ontwikkelingen op het gebied van industriële communicatie.

Meer agendapunten »