Originali idėja: mokslininkai sugalvojo, kaip padidinti perovskitinių saulės elementų efektyvumą su... prieskoniu

Čili pipirai gali pagardinti bet kokį patiekalą, ir pasirodo, net saulės elementus. Mokslininkai nustatė, kad pridėjus kapsicino perovskito prekursoriui, galima pagerinti saulės elementų efektyvumą.

Perovskitas tampa perspektyvia medžiaga geresnių saulės elementų gamybai, o efektyvumas sparčiai gerėja nuo mažiau nei 4 proc. 2009 m. iki daugiau nei 20 proc. praėjusiais metais.

Derinant jį su kitomis medžiagomis, jis gali būti dar efektyvesnis – kartu su siliciu jis užtikrina 30 proc. efektyvumą, indis padeda pagerinti jo galingumą, o 2D priedai ir „didelių gabaritų“ molekulės daro jį stabilesnį. Dabar atrodo, kad galime įtraukti kapsiciną į ingredientų sąrašą.

Veiksmingi metalų halogenidų perovskitai vis dar turi tam tikrų netolygumų, kuriuos reikia išlyginti. Viena problema yra vadinamoji neradiacinė rekombinacija – iš esmės kristalų struktūros defektai gali trukdyti praeinantiems elektronams, paversti jų energiją šiluma ir sumažinti bendrą išeigą. Komanda ieškojo natūralaus priedo, kuris galėtų padėti įveikti šią problemą, ir, atrodo, kapsicinas puikiai tam tiko.

„Atsižvelgdami į elektrines, chemines, optines ir stabilias kapsicino savybes, mes preliminariai nustatėme, kad tai bus perspektyvus kandidatas“, – sako vyresnioji tyrimo autorė Qinye Bao.

Tyrėjai į metilamonio švino trijodido (MAPbI3) perovskito prekursorių įtraukė vos 0,1 masės proc. kapsicino. Komanda nustatė, kad perovskitų saulės elementų, pagamintų naudojant šį junginį, energijos konversijos efektyvumas buvo 21,88 proc., palyginti su 19,1 proc. valdymo prietaisuose. Jų stabilumas taip pat pagerėjo ir po 800 valandų laikymo aplinkos orų sąlygomis vis dar veikė daugiau kaip 90 proc. pirminio efektyvumo.

Atidžiau šį atvejį išnagrinėjusi komanda nustatė, kad kapsicinas padidino krūvio kiekį, sumažindamas defektų tankį perovskito plėvelėje ir sukurdamas geresnę sąsają tarp skirtingų puslaidininkių sluoksnių.

Komanda sako, kad reikės tęsti darbą, siekiant ištirti, kaip gerai kapsicinas gali veikti kitų tipų perovskitų saulės elementuose.

Tyrimas paskelbtas žurnale „Joule“.

Parengta pagal:
New Atlas

Informacija iš:

Image: FreeDigitalPhotos.net