Forscher aus China und den USA haben eine neue Methode zur Herstellung von Perowskitzellen vorgeschlagen. Technologie
Perowskite werden normalerweise nass synthetisiertLabors und bringen das Material dann als Film auf einem Glassubstrat für eine Vielzahl von Anwendungen auf, sagen die Autoren. Um ihre Solarzellen herzustellen, ersetzten sie Glas durch ein Substrat aus einer Schicht aus Metall oder Metamaterial, bestehend aus abwechselnden Schichten aus Silber (Leiter) und Aluminiumoxid (Dielektrikum).
In einer Solarzelle Photonen des Sonnenlichtsmüssen mit Elektronen interagieren und diese anregen, wodurch sich negativ geladene Teilchen bewegen und einen elektrischen Strom erzeugen, erklären die Physiker. Idealerweise sollte eine Solarzelle „schwache“ Materialien verwenden, um eine Rekombination zu vermeiden, wenn angeregte Elektronen zu den Atomkernen zurückkehren.
Eine Illustration der Wechselwirkung zwischen Perowskit undMetall-Dielektrikum-Substrat. Vom Substrat reflektierte Spiegelbilder verringern die Fähigkeit der angeregten Elektronen im Perowskit, sich mit ihren Atomkernen zu rekombinieren. Bild: Chloe Zhang, Universität Rochester
Mit neuer Technologie haben Wissenschaftler erstelltein Material, in dem die Rekombination von Elektronen durch "viele erstaunliche physikalische Phänomene" geschwächt wird. Die Metallschicht dient als Spiegel, der umgekehrte Bilder von Elektron-Loch-Paaren erzeugt und die Fähigkeit von Elektronen zur Rekombination mit Löchern schwächt.
In einem Laborexperiment, Forscherzeigten, dass metall- oder metamaterialgestützte Perowskite Photonen um 250 % effizienter in Strom umwandeln als glasbasierte Perowskite. Die Physiker werden weiter daran arbeiten, das Material zu verbessern, um das Hauptproblem der Perowskit-Elemente – den schnellen Abbau – zu lösen.
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