ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

افزایش پایداری حرارتی و کارایی پیل‌های پروسکیتی

پژوهشگران نشان دادند که افزودن نانوذرات کربنی به پیل‌های پروسکیتی می‌تواند کارایی این پیل‌ها را افزایش داده و پایداری حرارتی در آن‌ها را بهبود دهد.

محققان با استفاده از نانوذرات کربنی با میانگین ابعاد 20 نانومتر موفق به افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی پروسکیتی شدند. این نانوذرات مورفولوژی فیلم‌های پروسکیتی را تغییر دادند.
در حال حاضر پیل‌های خورشیدی پروسکیتی به دلیل نسبت جذب نور به تولید الکتریسیته و همچنین پایین بودن هزینه‌ی تولید آن‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند.
در مقاله‌ای با عنوان "Carbon Nanoparticles in High-Performance Perovskite Solar Cells" که در نشریه Advanced Energy Materials منتشر شده، آمده‌است که می‌توان نانوذرات کربنی را در پیل‌های خورشیدی پروسکیتی قرار داد.
یکی از محققان این پروژه می‌گوید: «ما دریافتیم که گروه‌های عاملی روی نانوذرات کربنی با اجزای پروسکیت برهم‌کنش دارند که در نهایت منجر به دوام حرارتی بهتر و آبگریزی سطح می‌شود. بعد از افزودن این نانوذرات به پیل، کارایی آن به بالای 18 درصد می‌رسد.»
با افزودن نانوذرات کربنی، این فیلم‌ها ابعاد درشت‌تری پیدا کرده و پایداری حرارتی در آن‌ها افزایش می‌یابد. با این روش کارایی در این سامانه به بیش از 18 درصد رسیده و پسماند آن بسیار کم می‌شود.
فیلم‌های حاوی نانوذرات کربنی بسیار آبگریز هستند. آنالیز NMR نشان داد که پیوندهای هیدروژن میان کاتیون‌های فرمامیدین و گروه‌های عاملی موجود روی نانوذرات کربنی تشکیل می‌شود.
محققان چنین نتیجه‌گیری کرده‌اند که افزودن نانوذرات کربنی موجب تغییر مورفولوژی سطح پیل و افزایش پایداری حرارتی می‌شود.