Tế bào năng lượng mặt trời hiệu quả hơn và cảm biến khí mới

Tin hoạt động

22/11/2016

Các tế bào quang điện làm bằng perovskites hybrid lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 2009, và chúng nhanh chóng trở nên hiệu quả như các tế bào năng lượng mặt trời silicon tiêu chuẩn. Hiện nay chúng chuyển đổi ánh sáng thành điện năng với hiệu suất 22%.

Tuy nhiên, đối với cả 2 loại pin năng lương mặt trời silicon và perovskite, một phần của điện tích mất vào bẫy, làm giảm hiệu quả của các tế bào quang điện. Sẽ tốt hơn nếu tìm hiểu thêm về bẫy và cách thức tránh bẫy. Một quan sát tình cờ của các nhà khoa học tại Đại học Groningen cho ta có cái nhìn tổng quát hơn về bẫy perovskite hybrid.

Ăn điện tích

Trong khi điều tra các tinh thể perovskite, tiến sĩ Hong-Hua Fang đặt một tinh thể trong một buồng chân không để làm mát tinh thể. Trong khi ông bơm không khí ra, ông đặt một máy phát lượng tử ánh sáng kích thích tinh thể (laser). Ánh sáng laser này tạo ra những vật mang điện tử trong tinh thể, phát ra ánh sáng khi chúng kết hợp lại. Trong trường hợp này các tinh thể phát ra ánh sáng màu xanh lá cây, nhưng điều ngạc nhiên là, khi không còn không khí xung quanh nó, ánh sáng màu xanh lá cây cũng biến mất. Nhưng khi cho không khí vào, sự phát xạ ánh sáng lại được phục hồi. Vì vậy, rõ ràng, không có không khí, hầu hết các điện tích biến mất vào bẫy.

Các khí trong khí quyển bằng cách nào đó đã ngăn chặn hoạt động của các “vật ăn điện tích” trong các tinh thể, vì vậy Fang tiến hành điều tra. Ông cho các tinh thể tiếp xúc với các loại khí khác nhau và phát hiện ra rằng oxy và hơi nước ngừng hoạt động các bẫy, trong khi các chất khí như nitơ, CO2 hoặc argon không bị tác động. Bước tiếp theo là định vị các bẫy, ông đã làm bằng cách sử dụng hai đèn laser khác nhau để kích thích cả hai bề mặt hoặc bên trong các tinh thể. Ông phát hiện ra rằng những cái bẫy chủ yếu nằm trên bề mặt.

Cảm biến

“Chúng tôi cho rằng có những nhóm bẫy tích điện tích cực trên bề mặt vì có cấu trúc tinh thể của perovskites hybrid”, Loi giải thích. Bước tiếp theo là tìm cách loại bỏ chúng. Hơi nước hoặc oxy làm việc tốt, nhưng về lâu dài có thể gây thiệt hại vật liệu, vì vậy không thể lựa chọn chúng. Fang đang bận rộn thử nghiệm các lựa chọn thay thế. Nếu thành công, ông sẽ tiếp tục nâng cao hiệu quả của các tế bào năng lượng mặt trời perovskite. 'Số bẫy trong vật liệu mà chúng tôi sử dụng cho các thí nghiệm này là tương đối thấp, nhưng chúng tôi ước tính bằng cách loại bỏ chúng, chúng ta có thể đi từ hiệu suất 22% đến hiệu suất bằng hoặc vượt trội hơn tinh thể silicon (25%)'.

Có một ứng dụng khả thi khác cho những phát hiện. Loi cho biết: 'Đảo ngược hiệu quả của oxy và hơi nước trên perovskite có thể tạo ra một bộ cảm biến tốt". Các tinh thể perovskite bên trong bao bì thực phẩm đóng kín có thể phát hiện sự hiện diện của oxy có hại. 'Chỉ cần phát sáng laser trên cảm biến, và nếu nó sáng lên bạn sec biết con dấu đã bị phá vỡ hay không. "

Văn phòng CPSI dịch

Theo Sciencedaily