Japán kutatók egy csoportja a titán-oxid két különböző változatát, anatázt és brookitot használt a perovszkit-alapú napelem cella hatékonyságának javítására. Meglátásuk szerint a két ásvány jelentős mértékben javított a perovszkit rétegen keresztül történő elektronszállítás szabályozását.
Japán kutatók egy csoportja a titán-oxid két különböző változatát, anatázt és brookitot használt a perovszkit-alapú napelem cella hatékonyságának javítására. Meglátásuk szerint a két ásvány jelentős mértékben javított a perovszkit rétegen keresztül történő elektronszállítás szabályozását.
Kép: Kanazawa Egyetem (Áramsűrűség/Feszültség)
A japán Kanazawa Egyetem tudósai a perovszkit napelem cella teljesítménybeli hatékonyságának javítására törekszenek a titán-oxid két típusa segítségével: ezek az anatáz és a brookit.
Konkrétan azt közölték, hogy sikerült 16,82% átalakítási hatékonyságot elérniük egy perovszkit cellánál úgy, hogy vízben oldható nanoméretű részecskékből álló brookit réteget vittek fel egy anatáz rétegre. Véleményük szerint ez lehetőséget ad a cella központi részéből az elektródok felé irányuló elektronszállítás javítására, miközben egyúttal megelőzi, hogy a töltések újra egyesüljenek a perovszkit anyag és az elektronszállító réteg határánál.
„Ezen hatások együtt teszik lehetővé a cellák magasabb hatékonyságának elérését” – jelezte a kutatás koordinátora, a Ph.D. Fokozattal rendelkező Shahiduzzaman professzor.
A kutatócsoport kihangsúlyozta, hogy az anatáz rétegek létrehozása során az oldatokat átlátszó elektródával bevont üveglapokra permetezték, amelyet 450°C fokra hevítettek; míg a brookit rétegeket vízoldható brookit nanorészecskék segítségével állították elő, mivel az ilyen típusú tinta a hagyományos tintákhoz képest kevésbé környezetszennyező hatású.
A tudósok összehasonlításokat végeztek a különböző lehetőségek vonatkozásában, például használtak külön anatázból vagy brookitból készült rétegeket, vagy a brookit rétegre felvitt anatázréteget vagy megfordítva. Ez arra is felhívja a figyelmet, hogy a tudósok már korábban felfedezték, hogy a titán-oxidból képezett vékony rétegek átlátszóak, és egyúttal képesek elvezetni az elektronokat az elektródhoz.
Idén januárban egy másik japán kutatócsoport bejelentette, hogy a széles körben használatos titán-dioxid helyett ón-dioxidot (SnO2) használtak a perovszkit napelem cella előállításához.
Március elején az Egyesült Államok Energiahivatala (DOE), az Argonne Nemzeti Laboratórium bemutatta a napelem cellák gyártásánál felhasznált titánium-dioxiddal kapcsolatos eredményeit.
A tudósok világszerte keresik, hogy mivel válthatnák ki az ólmot az általános perovszkit-alapú kivitelnél, különböző anyag, többek között a titán, az ón és a bizmut bevonásával.
Forrás: pv-magazine