2021年7月14日
想象一个电视薄,可以卷起报纸,或薄膜外套整个建筑和产生太阳能。钙钛矿可以使这一切成为可能。
钙钛矿是一种矿物,但这个词也可以指一系列实验室材料共享相同的光电导性和独特的晶体结构和展览属性被制成油墨的能力。欧洲杯足球竞彩后者财产是什么使钙钛矿是打印到灵活的塑料碎片——类似于报纸的印刷方式。这总有一天可以打印出高效、超薄太阳能电池,或者类似的电视或LED光足够薄卷了起来。
“对我来说,潜在的灵活性和重量轻钙钛矿提供了关键的竞争优势应用,如衣物、航空电子设备、和救灾能力大小和可移植性约束至关重要,”助理教授说亚当Printz亚利桑那大学化学和环境工程。“也许最令人兴奋的是,这些好处没有任何设备性能的重要权衡。”
钙钛矿的原因尚未广泛使用,是一种相对较新的技术,他们仍然很不稳定。克服不稳定,Printz已经开发了一个新的印刷过程称为禁区墨水画画,或快速。他接受了一项为期三年,700000美元的赠款从能源部太阳能技术办公室(濑户)推进方法。
Printz被选为濑户2020财政年度钙钛矿资金项目的一部分,旨在迅速提高太阳能部署,实现国家的清洁能源目标,并创建美国的高薪工作。他的研究是艾琳·拉特克利夫称,UArizona副教授的化学和环境工程;尼尔·阿姆斯特朗,UArizona评议名誉教授的化学和生物化学和光学科学。欧洲杯线上买球
“这是一个令人兴奋的机会对于UArizona和工程学院领导在处理打印太阳能材料、关键战略区域研究所能源解决方案和亚利桑那机构的弹性,欧洲杯足球竞彩”·拉特克利夫称说。“金属卤化物钙钛矿是一个非常热的技术,有很多行业的兴趣和激情。它将是一个很好的培训机会为我们的学生。”
太阳能和之间的空间
太阳能是一种钙钛矿的领域具有最大的潜力。自1950年代以来,大多数太阳能电池的硅晶圆片上,将光转化为电能。标准工业硅太阳能电池通常这样做效率约为18%至22%。钙钛矿是一种新技术,但他们的效率以空前的速度增长——从2006年的3%到现在的25%。钙钛矿太阳能电池也比硅同行生产成本较低,因为他们要求的材料和生产时间少得多。
Printz和他的团队在2019年底开始发展他们的钙钛矿印刷过程,他们已经能够证明在小范围内,它是如何工作的——使用3 d打印的部分“不管他们在实验室周围。”这些资金使他们能够创建一个更可再生的和可伸缩的版本。
钙钛矿材料是由一层薄薄欧洲杯足球竞彩的传播专业油墨表面,然后加热墨水导致钙钛矿晶体结构的形成。这个印刷胶片由许多小颗粒分离的边界地区。的显微镜下,它看起来像干燥、干裂。在这些边界区域——这比谷物本身化学反应,事情可能会变得很棘手。
“这些边界地区能与空气中的水分,导致钙钛矿转换成一个完全不同的材料,不吸收光——这是一个可怕的太阳能电池,“Printz说。“我们希望减少晶界面积,以便这些反应不发生,和钙钛矿更有可能保持钙钛矿。”
因此,快速的目的是产生尽可能少的边界地区。它通过使用在印刷面积如此之大颗粒可以形成无溶剂在高温下蒸发过快。颗粒之间的较大颗粒的意思是减少边界区域,减少边界区域相当于更多的稳定性和效率。
在这为期三年的项目,Printz和他的团队旨在减少晶界90%。他们也希望提高钙钛矿的太阳能电池的效率稳定,或他们的能力来维持效率随着时间的推移,50%。
“当我们得到快速工作,我们希望这将对钙钛矿的生产产生深远的影响,显著改善这些低成本的稳定和高效设备,“Printz说。
来源:https://engr.arizona.edu/index