Graphen, das Wundermaterial, das aus einer einzigen Schicht von Graphenatomen besteht, die in einem wabenartigen, sechseckigen Muster angeordnet sind zu allem fähig Von der Gesundheitsüberwachung bis zum Filtern der Farbe aus Whisky. Jetzt haben Forscher den neuesten technologischen Zaubertrick in seinem Arsenal entdeckt: Helfen Schutz von Perowskit-Solarzellen vor Schäden.
Im letzten Jahrzehnt haben sich Perowskit-Solarzellen als äußerst vielversprechendes Solarzellenmaterial bewährt. Einer der großen Vorteile von Perowskit besteht darin, dass es zu einer flüssigen Beschichtung verarbeitet werden kann, die dann auf ein Objekt gesprüht werden kann Substratmaterial zur Herstellung von Solarzellen in großen Stückzahlen und zu deutlich geringeren Kosten als bei herkömmlichen Silizium-Solarzellen Zellen. Der Nachteil dieser Perowskit-Solarzellen besteht darin, dass sie nicht besonders langlebig sind, was ein Problem darstellt wenn es um Solarzellen geht, die in Außenumgebungen verwendet werden, die häufig der Witterung ausgesetzt sind Elemente.
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Hier kommt Graphen ins Spiel. Unter seinen vielen Fähigkeiten ist Graphen außergewöhnlich stark. Frühere Demonstrationen haben gezeigt, wie ein zweischichtiger epitaktischer Graphenfilm dazu in der Lage ist widerstehen der Perforation durch eine Diamantspitze, was es zu einem außergewöhnlich guten Material für leichte, ultradünne Rüstungen macht. Im Fall dieser neuesten Solarzellendemonstration demonstrierten Ingenieure des südkoreanischen Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), wie die nützliche Kombination aus Festigkeit, Transparenz und elektrische Leitfähigkeit machen es zu einer großartigen Ergänzung für Perowskit-Solarzellen, indem es diese schützt, Lichtphotonen und Elektronen durchlässt, Metallionen jedoch blockiert.
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Obwohl es zu einer leichten Verringerung der Leistungsumwandlungseffizienz kommt – 16,4 % mit der Graphenpanzerung gegenüber 17,5 % ohne –, ist dies neben den Vorteilen, die die Beschichtung mit sich bringt, marginal. Die mit Graphen angereicherte Solarzelle konnte ihre Effizienz auch nach 1.000 Betriebsstunden beibehalten.
In einer Zusammenfassung, die die Arbeit beschreibt, stellen die Forscher fest: „In Perowskit-Solarzellen (PSCs) metallinduziert Der Abbau mit der Perowskitschicht führt zu verschiedenen nachteiligen Auswirkungen, die die Geräteleistung verschlechtern und Stabilität. Hier stellen wir einen neuartigen flexiblen Hybrid [transparente leitfähige Elektroden] vor, der aus einem Polyimidfilm mit eingebettetem Cu-Gitter und einem besteht Graphen-Deckschicht namens GCEP, die eine hervorragende mechanische und chemische Stabilität sowie wünschenswerte optoelektrische Eigenschaften aufweist Eigenschaften."
Ein Papier, das die Forschung beschreibt, war kürzlich in der Zeitschrift Nano Letters veröffentlicht.
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