นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส (UCLA) ประสบความสำเร็จในการปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียรทางความร้อนของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเมทัลฮาไลด์ เพอรอฟสไกต์ โดยการเพิ่มส่วนผสมที่คาดไม่ถึงลงไป นั่นคือคาเฟอีน เทคนิคนี้อาจมีบทบาทสำคัญในการขยายการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้ เปอร์รอฟสกีต์เฮไลด์ไฮบริดอินทรีย์-อนินทรีย์ (PVSKs)
มีโครงสร้าง ABX 3 โดยที่ A คือซีเซียม
เมทิลแอมโมเนียม (MA) หรือฟอร์มามิดิเนียม (FA) B คือตะกั่วหรือดีบุก และ X คือคลอรีน โบรมีน หรือไอโอดีน พวกเขาเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับซิลิคอนในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยคุณสมบัติโฟโตอิเล็กทริกที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งให้ประโยชน์กับการใช้งานที่หลากหลาย พวกมันยังมีราคาถูกและยืดหยุ่นกว่าโซลาร์เซลล์ที่ทำจากซิลิกอนและผลิตได้ง่ายกว่า (จากสารตั้งต้นที่ใช้สารละลาย เช่น แทนที่จะเป็นผลึกแข็ง)
นักวิจัยสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน (PCE) ของวัสดุเหล่านี้จากเพียง 3.8% (ในปี 2552) เป็นมากกว่า 23% ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากับเทคโนโลยีที่มีอยู่ เช่น ซิลิกอน GaAs และ CdTe แม้จะมีความก้าวหน้าที่น่าประทับใจนี้ แต่ความเสถียรในระยะยาวของ PVSK ก็ยังค่อนข้างแย่และกำลังขัดขวางการจำหน่ายเซลล์แสงอาทิตย์ PVSK ในเชิงพาณิชย์
ฟิล์ม PVSK เสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วPVSK ที่ใช้ MA เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในแง่นี้ เนื่องจากเฟสสีดำเตตระกอนของวัสดุเหล่านี้มีความเสถียรที่อุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตาม ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ไอออนอินทรีย์ของ MA ที่ระเหยได้หมายความว่าฟิล์ม PVSK จะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วและตกตะกอน PbI 2แบบ ตรีโกณมิติ
ที่แย่กว่านั้นคือ ไอออนที่มีการประสานกัน
จำนวนมากใน PVSK (เช่นเดียวกับในผลึกไอออนิกส่วนใหญ่) หมายความว่า I – ไอออนจะย้ายได้อย่างง่ายดายแม้ว่าเม็ดคริสตัลไลน์และแม้กระทั่งออกจากชั้น PVSK เพื่อรบกวนอิเล็กโทรดโลหะในเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์เมื่อสัมผัสกับความร้อน กระบวนการนี้ทำให้เกิดข้อบกพร่องที่ทำหน้าที่เป็นไซต์การรวมตัวใหม่ที่ไม่ใช่การแผ่รังสีที่ขอบเขตของเมล็ดพืช ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ลดลง
ในที่สุด ผลึก PVSK แบบสุ่มอาจส่งผลให้การขนส่งประจุไม่ดีในทิศทางแนวตั้ง การวางแนวแบบสุ่มเป็นผลมาจากการเติบโตอย่างรวดเร็วและควบคุมไม่ได้ของฟิล์ม PVSK เมื่อมีการสังเคราะห์
เพิ่มคาเฟอีนทีมงานที่นำโดยYang Yangจาก Department of Materials Science and Engineering ที่UCLAได้แสดงให้เห็นว่า 1,3,7-trimethylxanthine ซึ่งเป็นสารเคมีโภคภัณฑ์ที่มีกลุ่มคาร์บอกซิลคอนจูเกตสองกลุ่มและเป็นที่รู้จักกันดีในชื่อคาเฟอีน ช่วยเพิ่มสมรรถนะและความร้อน ความเสถียรของเซลล์แสงอาทิตย์ตาม MAPbI 3 เมื่อเติมลงในฟิล์ม perovskite โดยตรง เทคนิคนี้ใช้ได้ดีกับ perovskite CsFAMAPbI 3 perovskite ประเภทนี้มีเฟสสีดำของ Cs ซึ่งไม่เอื้ออำนวยทางอุณหพลศาสตร์ที่อุณหภูมิห้อง
Jingjing Xueสมาชิกในทีมเล่าว่า ความคิดในการเพิ่มคาเฟอีนลงในวัสดุเหล่านี้เริ่มเป็นเรื่องตลกเกี่ยวกับกาแฟยามเช้า “วันหนึ่ง ขณะที่เรากำลังหารือเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์ของ perovskite เพื่อนร่วมงานของเราRui Wangกล่าวว่า ‘ถ้าเราต้องการกาแฟเพื่อเพิ่มพลังงาน แล้ว perovskites ล่ะ’”
ปรับปรุงคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์
และ “การล็อคระดับโมเลกุล””เราพบว่าคาเฟอีนมีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงกับสารตั้งต้นของ perovskite ด้วยคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวของกลุ่มคาร์บอนิล – ผลกระทบที่เรายืนยันด้วย Fourier transform infrared spectroscopy” Wang อธิบาย “ปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งนี้ช่วยเพิ่มพลังงานกระตุ้นสำหรับการตกผลึกของ perovskite และชะลอการตกผลึกของมัน ส่งผลให้ฟิล์ม perovskite มีทิศทางที่ต้องการและคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการแปลงแสงเป็นไฟฟ้า”
และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด เนื่องจากคาเฟอีนไม่ระเหย มันยังคงอยู่ภายในฟิล์ม perovskite และสร้าง “โมเลกุลล็อค” ในนั้น ทำให้โมเลกุลสามารถโต้ตอบกับไอออน Pb 2+ ได้อย่าง มาก เขากล่าวเสริม “ปฏิสัมพันธ์นี้ห้ามไม่ให้ perovskite เสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง ความเป็นผลึกที่ปรับปรุงแล้วยังยับยั้งการเคลื่อนตัวของไอออน ซึ่งช่วยให้เสถียรภาพทางความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วย”
PCE สูงถึง 20.25%ความเป็นผลึกที่เหนือกว่าของฟิล์ม PVSK ที่มีคาเฟอีนช่วยลดความหนาแน่นของข้อบกพร่องและการขนส่งการชาร์จในแนวตั้งที่ดีขึ้น ช่วยให้ PCE ระดับแชมป์สูงถึง 20.25% (เทียบกับ 17% สำหรับภาพยนตร์ที่ไม่มีคาเฟอีน) เขาบอกกับPhysics World อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยคาเฟอีนยังมีความเสถียรทางความร้อนนานกว่า 1300 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 85 องศาเซลเซียส (เทียบกับเพียง 150 ชั่วโมงสำหรับฟิล์มที่ไม่มีคาเฟอีน)อุปกรณ์ Perovskite ทำลายสถิติใหม่
“เห็นได้ชัดว่าเซลล์แสงอาทิตย์ทำงานภายใต้แสงแดด ซึ่งแน่นอนว่าจะทำให้พวกมันร้อนขึ้น ดังนั้นพวกมันจึงต้องทนทานต่อความร้อน” เขากล่าวเสริม “ผลของเราแสดงให้เห็นว่าคาเฟอีนสามารถช่วยให้เซลล์ perovskite รักษาประสิทธิภาพเดิมไว้ได้มากกว่า 85% หลังจากให้ความร้อนอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 1300 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 85 องศาเซลเซียส เราเชื่อว่ากลยุทธ์ของเราสามารถช่วยผลักดันการนำวัสดุเหล่านี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ในอนาคต”
นักวิจัยของ UCLA รายงานการทำงานของพวกเขาในJouleขณะนี้กำลังยุ่งอยู่กับการตรวจสอบโครงสร้างทางเคมีของ PVSK ที่ประกอบด้วยคาเฟอีน “เรายังมองหาสารทู่ฟิล์มที่ดีที่สุดสำหรับวัสดุเหล่านี้เพื่อเพิ่มความเสถียรและประสิทธิภาพให้มากยิ่งขึ้น สุดท้ายนี้ เราจะมุ่งเน้นไปที่การสร้างตัวอย่างพื้นที่ขนาดใหญ่คุณภาพสูงจากภาพยนตร์เหล่านี้”
วิธีการนี้ใช้ MR elastography (fMRE) ที่ใช้งานได้เพื่อสร้างแผนที่ของความแข็งของเนื้อเยื่อ ซึ่งจะติดตามกิจกรรมของการทำงานของสมองที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ เพียง 100 มิลลิวินาที สิ่งบ่งชี้ในระยะแรกคือ fMRE อาจดีกว่า MRI เชิงฟังก์ชัน (fMRI) เนื่องจาก fMRI ไม่สามารถก้าวให้ทันกับกิจกรรมในเสี้ยววินาทีของเซลล์ประสาทในสมองขณะที่พวกมันประมวลผลความคิดและตอบสนองต่อสิ่งเร้าต่างๆ
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>slottosod.com
