Новая техника позволяет оценить распределение напряжения в солнечных батареях
Москва, 15:47, 01 Ноя 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Вашингтонского университета и Института атомной и молекулярной физики FOM, Нидерланды, разработали новый метод определения напряжения в перовскитных солнечных батареях, не повреждая их.
Напряжение внутри кристаллической структуры может ухудшить способность батареи превращать свет в электричество. Часть энергии теряется в виде тепла. Для определения напряжения в свинцовых галоидных перовскитах необходимо было визуализировать зерновую структуру кристаллов. Лучшим подходом является бомбардировка устройства высокомощными электронами. Но обработка разрушает батарею. Новый метод позволяет увидеть распределение напряжения, не повреждая устройство, сообщает eurekalert.org. Он описан в журнале Joule.
Технология показала, что основной причиной формирования напряжения является неправильная ориентация микроскопических кристаллов. Она создает мелкомасштабные дефекты, мешающие перемещению электронов, что ведет к теплопотерям.
«Объединив оптическую визуализацию с новым электронным детектором, разработанным в FOM, мы смогли увидеть ориентацию отдельных кристаллов, — сказал старший автор, профессор Дэвид Джинджер из Вашингтонского университета. – Мы показали, что напряжение развивается из-за зерновой структуры. Эту информацию специалисты могут использовать для улучшения производственных процессов».
Свинцовый галоидный перовскит – дешевый, подходящий для печати продукт. Но даже в лучших батареях присутствуют участки, снижающие эффективность. Ученые обычно использовали флуоресцентную микроскопию для обнаружения таких локаций на поверхности. Но, чтобы выявить причины потери тепла, приходилось визуализировать зерновую структуру пленки. Методика, разработанная лабораторией Джинджера, позволила увидеть ее, не повреждая материал. Ученые впервые составили схему трехмерной ориентации кристаллов в функционирующей перовскитной батарее. Методика создает возможность для новых стратегий управления структурой зерна.
