Исследователи в Berkeley Lab, Министерстве энергетики (DOE) национальная лаборатория, обнаружили, что форма перовскита, один из самых горячих материалов в солнечном исследовании в настоящее время из-за его высокой конверсионной эффективности, работает удивительно хорошо стабильным и светочувствительным полупроводниковым материалом, который может быть обратимо переключен между прозрачным государством и непрозрачным государством, не ухудшая его электронные свойства.Исследование, во главе с Пейдонгом Янгом из Подразделения Материаловедения Berkeley Lab, было издано на этой неделе в журнале Nature Materials в названном исследовании, «Термохромовые Солнечные батареи Перовскита Галида». Ведущими авторами был Цзя Линь, Миньлян Лай, и Лэтянь Доу, все в исследовательской группе Янга.
Ученые сделали открытие, исследуя переход фазы материала, неорганического перовскита. «У этого класса неорганического перовскита галида есть удивительная химия перехода фазы», сказал Янг, который является также преподавателем в отделах УКА Беркли Химии, и Материаловедения и Разработки. «Это может по существу измениться от одной кристаллической структуры до другого, когда мы немного изменяем температуру или вводим немного водяного пара».Когда материал изменяет свою кристаллическую структуру, он изменяется от прозрачного до непрозрачного. «У этих двух государств есть тот же самый состав, но совсем другие кристаллические структуры», сказал он. «Это было очень интересно нам. Таким образом, Вы можете легко управлять им таким способом, который не легко доступен в существующих обычных полупроводниках».Материалы перовскита галида – комплексы, у которых есть кристаллическая структура минерального перовскита.
Его уникальные свойства, высокоэффективные показатели и непринужденность обработки сделали его одним из самых многообещающих событий в солнечной технологии в последние годы.Исследователи в другой лаборатории САМКИ, National Renewable Energy Laboratory (NREL), недавно сделали связанное открытие, используя химическую реакцию в гибридном перовските, чтобы продемонстрировать переключаемое солнечное окно.Исследователи Berkeley Lab первоначально не намеревались развивать термохромовое солнечное окно. Они исследовали переходы фазы в солнечных батареях перовскита и пытались улучшить стабильность в формирующем прототип органическо-неорганическом гибридном перовските methylammonium ведущий йодид.
Таким образом, они пытались использовать цезий, чтобы заменить methylammonium.«Химическая стабильность улучшилась существенно, но к сожалению фаза не была стабильна», сказал Доу, который был товарищем постдиссертации и является теперь доцентом в Университете Пердью. «Это преобразовало в низкую-T [температурную] фазу. Это был недостаток, но тогда мы превратили его во что-то, что это уникально и полезно».Материал вызван к переходу от нижнего-уровня-T до фазы высоты (или от прозрачного до непрозрачного), подав тепло.
В лаборатории требуемая температура составляла приблизительно 100 градусов Цельсия. Янг сказал, что они работают, чтобы понизить его до 60 C.
Лин, постдокторант Berkeley Lab, сказала, что влажность или влажность, использовалась в лаборатории, чтобы вызвать обратный переход. «Сумма необходимой влажности зависит от состава и желаемое время перехода», сказал он. «Например, больше бромида делает материал более стабильным, таким образом, та же самая влажность потребовала бы, чтобы более длительное время преобразовало от высоты до низкого-T государства».Исследователи также продолжат работать над развитием альтернативных способов вызвать обратный переход, такой как, применяя напряжение или разработку источник влажности.
«Солнечная батарея показывает, что полностью обратимая работа и превосходная стабильность устройства по повторным циклам перехода фазы без любого цвета исчезают или исполнительная деградация», сказал Лай, аспирант в группе Янга. «С устройством как это здание или автомобиль могут получить солнечную энергию через умное фотогальваническое окно».Исследование было поддержано Офисом САМКИ Науки. Другие соавторы бумаги от УКА Беркли, Стокгольмского университета и Ливерморской национальной лаборатории.
Стэнфорд Синкротрон Рэдиэйшн Лайтсоерс в Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Продвинутый Источник света в Berkeley Lab, обоих Офисах САМКИ Научных Пользовательских Средств, использовались, чтобы собрать некоторые данные.