ترفند دوپینگ مانع سلولهای خورشیدی نسل بعدی است

مردی که سخت پوشیده بود ، یک صفحه خورشیدی نصب کرده است

محققان راهی را برای غلبه بر یک مانع اصلی در ساخت سلولهای خورشیدی پروسکیت کارآمد کشف کرده اند ، که همچنین CO2 را جذب می کند.

سلولهای خورشیدی پروسکایت در سالهای اخیر با افزایش سریع بازده تبدیل نیرو (از 3٪ در سال 2006 به 25.5٪ امروز) پیشرفت کرده اند و این امر موجب رقابت بیشتر آنها با سلولهای فتوولتائیک مبتنی بر سیلیکون می شود. با این وجود ، تعدادی از چالش ها قبل از تبدیل شدن آنها به یک فناوری تجاری رقابتی ، باقی مانده اند.

اکنون ، محققان فرایندی را برای حل یکی از آنها ایجاد کرده اند ، گلوگاهی در یک مرحله مهم شامل دوپینگ نوع p از مواد آلی انتقال دهنده حفره در سلولهای فتوولتائیک.

در حال حاضر ، فرآیند دوپینگ p ، با نفوذ و انتشار اکسیژن در لایه حفره حفره ، با زمان زیاد (چندین ساعت تا یک روز) ، تولید انبوه سلول های خورشیدی پروسکیت را ایجاد می کند غیر عملی.

محققان به سرپرستی آندره دی تیلور ، دانشیار دانشکده Tandon دانشگاه نیویورک و Jaemin Kong ، فوق دکترا ، به همراه میگوئل مودستینو ، استادیار - همگی در بخش مهندسی شیمی و دو مولکولی - روشی را کشف کردند که افزایش سرعت این مرحله کلیدی از طریق استفاده از دی اکسید کربن (CO2) به جای اکسیژن.

در سلولهای خورشیدی پروسکیت ، نیمه هادی های آلی دوپ شده به طور معمول به عنوان لایه های استخراج کننده بار که بین لایه پروسکایت فوتواکتیو و الکترودها قرار دارند ، مورد نیاز هستند. روش متداول دوپینگ این لایه های داخلی شامل افزودن لیتیوم بیس (تری فلوئورمتان) سولفونیمید (LiTFSI) ، یک نمک لیتیوم به spiro-OMeTAD ، یک نیمه هادی آلی متصل به π است که به طور گسترده برای یک ماده حفره ای در سلول های خورشیدی پروسکیت استفاده می شود. فرآیند دوپینگ سپس با قرار دادن spiro-OMeTAD آغاز می شود: LiTFSI فیلم ها را در هوا و نور مخلوط می کند.

این روش نه تنها زمان بر است ، بلکه تا حد زیادی به شرایط محیط بستگی دارد. در مقابل ، تیلور و تیم او یک روش دوپینگ سریع و قابل تکرار را گزارش کردند که شامل جوشاندن محلول spiro-OMeTAD: LiTFSI با CO2 در زیر اشعه ماورا بنفش است. آنها دریافتند که روند آنها به سرعت هدایت الکتریکی لایه بین لایه را 100 برابر در مقایسه با فیلم ترکیبی بکر ، که تقریباً 10 برابر بیشتر از فرآیند حباب اکسیژن است ، افزایش می دهد. فیلم با CO2 نیز منجر به پایداری ، با راندمان بالا سلول های خورشیدی پروسکیت بدون هیچ گونه درمان پس از درمان.

کونگ ، نویسنده اصلی ، توضیح می دهد: "علاوه بر کوتاه کردن زمان ساخت و پردازش دستگاه ، استفاده از spiro-OMeTAD پیش ساخته در سلول های خورشیدی پروسکایت باعث پایداری سلول ها می شود." "این تا حدی به این دلیل است که بیشتر یونهای مضر لیتیوم در spiro-OMeTAD: محلول LiTFSI به عنوان کربناتهای لیتیوم در طی فرآیند حباب CO2 تثبیت شد."

وی اضافه می کند که هنگامی که محققان محلول از قبل دوپ شده را روی لایه پروسکیت می چرخانند ، در نهایت کربناتهای لیتیوم فیلتر می شوند. "بنابراین ، ما می توانیم مواد آلی دوپ شده نسبتاً خالص را برای لایه های کارآمد حفره به دست آوریم."

این تیم همچنین دریافت که از روش دوپینگ CO2 می توان برای دوپینگ نوع p سایر پلیمرهای مزدوج π مانند PTAA ، MEH-PPV ، P3HT و PBDB-T استفاده کرد.

به گفته تیلور ، محققان در تلاشند مرزها را فراتر از نیمه هادی های آلی مورد استفاده برای سلول های خورشیدی قرار دهند.

"ما معتقدیم که کاربرد گسترده دوپینگ CO2 در مولکولهای آلی مختلف متصل به π ، تحقیقی را در بر می گیرد ، از سلولهای خورشیدی آلی گرفته تا دیودهای ساطع کننده نور آلی (OLED) و ترانزیستور اثر میدان آلی (OFET) حتی دستگاه های ترموالکتریک که همگی به دوپینگ آلی کنترل شده نیاز دارند. نیمه هادی ها ، "تیلور توضیح می دهد ، و اضافه کرد که از آنجا که این فرآیند مقدار زیادی گاز CO2 مصرف می کند ، می توان آن را برای مطالعات جذب و جداسازی CO2 در آینده در نظر گرفت.

"در زمانی که دولت ها و شرکت ها به طور یکسان در حال تلاش برای کاهش انتشار CO2 در صورت عدم کربن زدایی نیستند ، این تحقیق راهی برای واکنش مقادیر زیادی CO2 در کربنات لیتیوم برای بهبود نسل بعدی سلول های خورشیدی ، در حالی که این گاز گلخانه ای را از اتمسفر خارج می کنند ، "توضیح می دهد ، و اضافه کرد که ایده این روش جدید ، یک بینش خلاف تحقیقات باتری تیم بود.

"از سابقه طولانی کار ما با باتری های اکسیژن لیتیوم / هوا می دانیم که تشکیل کربنات لیتیوم از قرار گرفتن در معرض الکترودهای اکسیژن در هوا یک چالش بزرگ است زیرا باتری را از یون های لیتیوم تخلیه می کند ، که ظرفیت باتری را از بین می برد. با این وجود ، در این واکنش دوپینگ Spiro ، ما در حال بهره برداری از تشکیل کربنات لیتیوم هستیم که لیتیوم را متصل می کند و مانع از تبدیل آن به یون های متحرک می شود که به ثبات طولانی مدت سلول خورشیدی پروسکایت آسیب می رساند. ما امیدواریم که این روش دوپینگ CO2 بتواند گامی اساسی برای غلبه بر چالش های موجود در الکترونیک آلی و فراتر از آن باشد. "

این تحقیق در طبیعت. محققان دیگری از سامسونگ ، دانشگاه ییل ، ​​انستیتوی تحقیقات فناوری شیمی کره ، مرکز تحصیلات تکمیلی دانشگاه سیتی ، دانشگاه وون کوانگ و م Instituteسسه علم و فناوری گوانگجو در این کار مشارکت داشتند.

بنیاد ملی علوم آمریکا ، بنیاد تحقیقات ملی کره ، شورای بورس تحصیلی چین و مرکز انرژی نانو عملکردی وزارت انرژی ایالات متحده در آزمایشگاه ملی بروخاون پشتیبانی این تحقیق را ارائه دادند.

منبع: دانشگاه نیویورک

درباره نویسنده

کارل گرینبرگ-نیویورک

کتاب های مرتبط

رها کردن: برنامه جامع تر که تا کنون پیشنهاد معکوس گرم شدن جهانی شده است

توسط پل هاوک و تام استایر
9780143130444در برابر ترس و بی تفاوتی گسترده، یک ائتلاف بین المللی محققان، متخصصان و دانشمندان برای جمع آوری راهکارهای واقع بینانه و جسورانه برای تغییرات آب و هوایی آماده شده است. صد روش و شیوه در اینجا توضیح داده شده است. برخی از آنها به خوبی شناخته شده اند. برخی از شما ممکن است هرگز از آن شنیده نشده است. آنها از انرژی پاک به آموزش دادن دختران در کشورهای با درآمد پایین به شیوه های استفاده از زمین است که کربن را خارج از هوا می کند. راه حل های موجود، از لحاظ اقتصادی قابل اجرا هستند، و جوامع در سراسر جهان در حال حاضر آنها را با مهارت و عزم را در اختیار دارد. موجود در آمازون

طراحی راه حل های آب و هوایی: راهنمای سیاستی برای انرژی کم کربن

توسط هال هاروی، رابی اورویس، جفری ریسمن
1610919564با توجه به تأثیرات تغییرات اقلیمی بر ما ، نیاز به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای جهانی چیزی فوری نیست. این یک چالش دلهره آور است ، اما فناوری ها و استراتژی های پاسخگویی به آن امروز وجود دارد. مجموعه کوچکی از سیاست های انرژی ، به خوبی طراحی و اجرا شده ، می تواند ما را در مسیر آینده با کربن کم قرار دهد. سیستم های انرژی بزرگ و پیچیده هستند ، بنابراین سیاست انرژی باید متمرکز و مقرون به صرفه باشد. رویکردهای متناسب با همه کارها به سادگی کار را به پایان نمی رسانند. سیاست گذاران به یک منبع جامع و واضح نیاز دارند که سیاست های انرژی را که بیشترین تأثیر را در آینده آب و هوایی ما دارند ، به طور خلاصه بیان کند و نحوه طراحی مناسب این سیاست ها را شرح دهد. موجود در آمازون

این همه چیز تغییر: سرمایه داری در مقابل آب و هوا

توسط Naomi Klein
1451697392In این همه چیز تغییر نائومی کلین استدلال می کند که تغییر آب و هوا تنها مسئله دیگری نیست که به طور منظم بین مالیات و مراقبت های بهداشتی ثبت شود. این یک زنگ خطر است که ما را به رفع یک سیستم اقتصادی است که در حال حاضر ما را از بسیاری جهات شکست. کلاین دقیقا برای اینکه چگونه میزان انتشار گازهای گلخانه ای خود را به طور عظیم کاهش می دهد، ما بهترین فرصت را برای کاهش همزمان نابرابری های خفیف، دوباره تصور دموکراسی های شکسته ما و بازسازی اقتصادهای محلی خود داریم. او در معرض نومیدی ایدئولوژیک از انکار کنندگان تغییرات اقلیمی، خطاهای مسیحیت مهندسان ژئواستراتژیک آینده و ناکامی غم انگیز بسیاری از طرح های اصلی جریان سبز قرار می گیرد. و او به طور دقیق نشان می دهد که چرا بازار بازار بحران آب و هوایی را نداشته و نمی تواند آن را حل کند، بلکه بدتر از همه با بدتر شدن روش های استخراج سنگین و اکولوژیکی، همراه با سرمایه داری فاجعه بار است. موجود در آمازون

از ناشر:
خرید در آمازون برای هزینۀ آوردن شما هزینه می کند InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com بدون هزینه و بدون تبلیغاتی که عادت مرور شما را دنبال می کنند. حتی اگر روی یک لینک کلیک کنید اما این محصولات انتخابی را خریداری نکنید، هر چیزی که شما در همان بازدید از آمازون خریداری می کنید، یک کمیسیون را به ما می دهد. هیچ هزینه اضافی برای شما وجود ندارد، پس لطفا در تلاش باشید. شما همچنین می توانید از این لینک استفاده کنید برای استفاده از آمازون در هر زمان، بنابراین می توانید به حمایت از تلاش های ما کمک کنید.

 

این مقاله در ابتدا در ظاهر اینده

شما همچنین ممکن است

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

به دنبال InnerSelf در

آیکون فیس بوکنماد توییترآیکون یوتیوبنماد اینستاگرامنماد pintrestآیکون rss

 دریافت آخرین با ایمیل

مجله هفتگی الهام روزانه

آخرین فیلم ها

مهاجرت بزرگ آب و هوایی آغاز شده است
مهاجرت بزرگ آب و هوایی آغاز شده است
by کاربر فوق العاده
بحران آب و هوایی هزاران نفر را در سراسر جهان مجبور به فرار می کند زیرا خانه های آنها به طور فزاینده ای غیر قابل سکونت می شوند.
آخرین عصر یخبندان به ما می گوید که چرا ما باید در مورد تغییر 2 درجه دما دقت کنیم
آخرین عصر یخبندان به ما می گوید که چرا ما باید در مورد تغییر 2 درجه دما دقت کنیم
by آلن ن ویلیامز ، و همکاران
آخرین گزارش هیئت بین دولتی در مورد تغییر آب و هوا (IPCC) بیان می کند که بدون کاهش قابل توجهی ...
زمین میلیاردها سال قابل سکونت بوده است - دقیقاً چقدر خوش شانس بودیم؟
زمین میلیاردها سال قابل سکونت بوده است - دقیقاً چقدر خوش شانس بودیم؟
by توبی تیرل
تولید Homo sapiens 3 یا 4 میلیارد سال طول کشید. اگر فقط یک بار آب و هوا کاملاً خراب شده بود
چگونه نقشه برداری از 12,000 سال قبل می تواند به پیش بینی تغییرات آب و هوایی آینده کمک کند
چگونه نقشه برداری از 12,000 سال قبل می تواند به پیش بینی تغییرات آب و هوایی آینده کمک کند
by بریس ریا
پایان آخرین عصر یخبندان ، حدود 12,000 سال پیش ، با یک مرحله سرد نهایی به نام Dryas Youngas مشخص شد.
در این قرن قرار است دریای خزر 9 متر یا بیشتر سقوط کند
در این قرن قرار است دریای خزر 9 متر یا بیشتر سقوط کند
by فرانک وسلینگ و ماتئو لاتوادا
تصور کنید در ساحل هستید و به دریا نگاه می کنید. در مقابل شما 100 متر شن و ماسه بی ثمر نهفته است که به نظر می رسد a
زهره یک بار دیگر مانند زمین بود ، اما تغییرات آب و هوایی آن را غیرقابل سکونت کرد
زهره یک بار دیگر مانند زمین بود ، اما تغییرات آب و هوایی آن را غیرقابل سکونت کرد
by ریچارد ارنست
ما می توانیم از ونوس ، سیاره خواهرمان چیزهای زیادی در مورد تغییر اقلیم یاد بگیریم. ونوس در حال حاضر دمای سطح…
پنج ناباوری از آب و هوا: یک دوره سقوط در اطلاعات نادرست آب و هوا
پنج ناباوری آب و هوا: یک دوره سقوط در اطلاعات نادرست آب و هوا
by جان کوک
این ویدئو یک دوره سقوط در اطلاعات نادرست آب و هوایی است ، خلاصه ای از استدلال های اصلی مورد استفاده برای ایجاد تردید در واقعیت ...
قطب شمال 3 میلیون سال است که این گرم نیست و این به معنای تغییرات بزرگ سیاره است
قطب شمال 3 میلیون سال است که این گرم نیست و این به معنای تغییرات بزرگ سیاره است
by جولی بریگام-گرت و استیو پتچ
هر سال ، پوشش یخ دریا در اقیانوس منجمد شمالی در اواسط سپتامبر به یک نقطه کم تبدیل می شود. این سال فقط 1.44 measures اندازه دارد

آخرین مقالات

نور روشن از زیر بنای کوچک مزارع برنج تراس دار در زیر آسمان پرستاره
شبهای گرم ساعت داخلی برنج را بهم می ریزد
by ایالت مت شیپمن-NC
تحقیقات جدید روشن می کند که چگونه شب های گرم باعث کاهش محصول برای برنج می شوند.
یک خرس قطبی روی تپه بزرگی از یخ و برف
تغییرات آب و هوایی آخرین منطقه یخی قطب شمال را تهدید می کند
by هانا هیکی-یو واشنگتن
محققان گزارش دادند ، مناطقی از منطقه قطب شمال به نام آخرین منطقه یخی در حال حاضر کاهش یخ های دریایی تابستان را نشان می دهد.
بلال ذرت و برگها روی زمین
برای جداسازی کربن ، باقی مانده محصول را می گذارید تا پوسیده شود؟
by آیدا اریکسن-یو. کپنهاگ
تحقیقات نشان می دهد ، مواد گیاهی که در خاک می پوسند ، باعث تولید کمپوست خوب و نقش اساسی در جداسازی کربن می شود.
تصویر
درختان در خشکسالی غربی از تشنگی می میرند - این چیزی است که در داخل رگهای آنها می گذرد
by دانیل جانسون ، استادیار فیزیولوژی درخت و بوم شناسی جنگل ، دانشگاه جورجیا
مانند انسان ها ، درختان برای زنده ماندن در روزهای گرم و خشک به آب احتیاج دارند و فقط در کوتاه مدت تحت گرمای شدید می توانند زنده بمانند ...
تصویر
اقلیم توضیح داد: چگونه IPCC در مورد تغییر اقلیم به اجماع علمی می رسد
by ربکا هریس ، مدرس ارشد اقلیم شناسی ، مدیر برنامه آینده آب و هوا ، دانشگاه تاسمانی
وقتی می گوییم یک اتفاق نظر علمی وجود دارد که گازهای گلخانه ای تولید شده توسط انسان باعث تغییرات آب و هوایی می شوند ، چه ...
گرمای آب و هوا چرخه آب زمین را تغییر می دهد
by تیم رادفورد
انسان ها شروع به تغییر چرخه آب زمین کرده اند ، اما نه به روش خوب: انتظار بارش های بعدی باران موسمی و تشنگی بیشتری را داشته باشید ...
تغییر آب و هوا: با گرم شدن مناطق کوهستانی ، نیروگاه های برق آبی ممکن است آسیب پذیر باشند
تغییر آب و هوا: با گرم شدن مناطق کوهستانی ، نیروگاه های برق آبی ممکن است آسیب پذیر باشند
by سیمون کوک ، مدرس ارشد تغییرات محیطی ، دانشگاه داندی
حدود 27 میلیون متر مکعب یخ سنگ و یخچال طبیعی از قله Ronti در شمال هیمالیای هند در colla
میراث هسته ای سردرد پرهزینه ای برای آینده است
by پل براون
چگونه زباله های هسته ای مصرف شده را با خیال راحت ذخیره می کنید؟ هیچ کس نمی داند این یک سردرد پرهزینه برای فرزندان ما خواهد بود.

 دریافت آخرین با ایمیل

مجله هفتگی الهام روزانه

نگرش جدید - امکانات جدید

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | بازار داخلی
کپی رایت © 1985 - 2021 InnerSelf انتشارات. همه حقوق محفوظ است.