خلية شمسية من البيروفسكايت

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 14 صور
الموسوعة الحرة
خلية شمسية من البيروفسكايت

خلية البيروفسكايت الشمسية ( PSC ) هي نوع من الخلايا الشمسية التي تتضمن مركبًا بنيويًا من البيروفسكايت ، وهو في أغلب الأحيان مادة هجينة عضوية وغير عضوية تعتمد على الرصاص أو هاليد القصدير كطبقة نشطة لجمع الضوء. [1] [2] مواد البيروفسكايت، مثل هاليدات ميثيل الأمونيوم الرصاص وهاليد السيزيوم الرصاصي غير العضوي بالكامل، رخيصة الإنتاج وسهلة التصنيع.

زادت كفاءة الخلايا الشمسية للأجهزة المعملية التي تستخدم هذه المواد من 3.8٪ في عام 2009 [3] إلى 25.7٪ في عام 2021 في الهياكل أحادية الوصلة، [4] [5] وفي الخلايا الترادفية القائمة على السيليكون، إلى 29.8٪، [4] [6] متجاوزة بذلك الحد الأقصى للكفاءة المحققة في الخلايا الشمسية السيليكونية أحادية الوصلة. وبالتالي ، كانت الخلايا الشمسية البيروفسكايت هي أسرع تكنولوجيا شمسية تقدمًا اعتبارًا من عام 2016. [1] مع إمكانية تحقيق كفاءات أعلى وتكاليف إنتاج منخفضة للغاية، أصبحت الخلايا الشمسية البيروفسكايت جذابة تجاريًا. تشمل المشاكل الأساسية وموضوعات البحث استقرارها على المدى القصير والطويل. [7]

المزايا

المواد الخام المستخدمة وطرق التصنيع الممكنة (مثل تقنيات الطباعة المختلفة) منخفضة التكلفة. [8] معامل الامتصاص العالي الخاص بها يمكّن الأغشية فائقة الرقة التي يبلغ سمكها حوالي 500 نانومتر من امتصاص الطيف الشمسي المرئي بالكامل. [9] تؤدي هذه الميزات مجتمعة إلى القدرة على إنشاء وحدات شمسية منخفضة التكلفة وعالية الكفاءة ورقيقة وخفيفة الوزن ومرنة. وجدت الخلايا الشمسية البيروفسكايت استخدامًا في تشغيل النماذج الأولية للإلكترونيات اللاسلكية منخفضة الطاقة لتطبيقات إنترنت الأشياء التي تعمل بالطاقة المحيطة، [10] وقد تساعد في التخفيف من تغير المناخ . [11]

تمتلك خلايا البيروفسكايت أيضًا العديد من الخصائص الكهروضوئية التي تفيد استخدامها في الخلايا الشمسية . على سبيل المثال، طاقة ربط الإكسيتون صغيرة. وهذا يسمح بفصل ثقوب الإلكترونات والإلكترونات بسهولة عند امتصاص الفوتون . علاوة على ذلك، تسمح مسافة الانتشار الطويلة لحامل الشحنة والانتشارية العالية - معدل الانتشار - لحاملات الشحنة بالسفر لمسافات طويلة داخل خلية البيروفسكايت الشمسية، مما يحسن فرصة امتصاصها وتحويلها إلى طاقة. أخيرًا، تتميز خلايا البيروفسكايت بنطاقات امتصاص واسعة ومعاملات امتصاص عالية، مما يزيد من كفاءة الطاقة للخلية الشمسية عن طريق زيادة نطاق طاقات الفوتونات التي يتم امتصاصها [12]

المواد المستخدمة

البنية البلورية لبيروفسكايت CH 3 NH 3 PbX 3 (X=I, Br و/أو Cl). كاتيون الميثيل أمونيوم (CH 3 NH 3 + ) محاط بثماني سطوح PbX 6. [13]

اسم "خلية شمسية بيروفسكايت" مشتق من بنية بلورة ABX 3 لمواد الامتصاص، والتي يشار إليها باسم بنية بيروفسكايت ، حيث A و B كاتيونات و X أنيون . تم العثور على كاتيونات A ذات نصف قطر بين 1.60 Å و 2.50 Å لتكوين هياكل بيروفسكايت. [14] أكثر مواد امتصاص البيروفسكايت التي تمت دراستها بشكل شائع هي ثلاثي هاليد ميثيل أمونيوم الرصاص (CH 3 NH 3 PbX 3 ، حيث X هو أيون هالوجين مثل اليوديد أو البروميد أو الكلوريد )، والذي له فجوة نطاق ضوئية تتراوح بين ~1.55 و 2.3 إلكترون فولت، اعتمادًا على محتوى الهاليد. أظهر ثلاثي هاليد فورماميدينيوم الرصاص (H 2 NCH NH 2 PbX 3 ) أيضًا وعدًا، مع فجوات نطاق بين 1.48 و 2.2 إلكترون فولت. فجوة النطاق الدنيا أقرب إلى الأمثل لخلية ذات تقاطع واحد من ثلاثي هاليد الرصاص الميثيلي أمونيوم، لذلك يجب أن يكون قادرًا على تحقيق كفاءات أعلى. [15] كان أول استخدام للبيروفسكايت في خلية شمسية ذات حالة صلبة في خلية مصبوغة باستخدام CsSnI 3 كطبقة نقل ثقب من النوع p وممتص. [16] أحد المخاوف الشائعة هو إدراج الرصاص كمكون لمواد البيروفسكايت؛ كما تم الإبلاغ عن الخلايا الشمسية المكونة من ممتصات البيروفسكايت القائمة على القصدير مثل CH 3 NH 3 SnI 3 ، على الرغم من انخفاض كفاءة تحويل الطاقة. [17] [18] [19] [20]

حد شوكلي-كوايسر

كفاءة الخلية الشمسية محدودة بحد Shockley-Queisser . يحدد هذا الحد المحسوب أقصى كفاءة نظرية للخلية الشمسية باستخدام وصلة واحدة بدون أي خسارة أخرى بخلاف إعادة التركيب الإشعاعي في الخلية الشمسية. بناءً على الأطياف الشمسية العالمية AM1.5G، ترتبط كفاءة تحويل الطاقة القصوى بفجوة النطاق الخاصة بها، مما يشكل علاقة مكافئة.

يتم وصف هذا الحد بالمعادلة

أين

و u هو عامل الكفاءة القصوى، و v هي نسبة جهد الدائرة المفتوحة V op إلى جهد الفجوة النطاقية V g ، و m هو عامل مطابقة المعاوقة، و V c هو الجهد الحراري، و V s هو الجهد المكافئ لدرجة حرارة الشمس.

وجد أن الفجوة النطاقية الأكثر كفاءة تبلغ 1.34 إلكترون فولت، مع كفاءة تحويل طاقة قصوى تبلغ 33.7%. قد يكون الوصول إلى طاقة الفجوة النطاقية المثالية هذه أمرًا صعبًا، لكن استخدام الخلايا الشمسية البيروفسكايت القابلة للضبط يسمح بالمرونة لمطابقة هذه القيمة. تسمح التجارب الإضافية على الخلايا الشمسية متعددة الوصلات بتجاوز حد Shockley-Queisser، والتوسع للسماح بامتصاص وتحويل الفوتونات ذات نطاق الطول الموجي الأوسع، دون زيادة فقدان الحرارة.

يمكن ضبط فجوة النطاق الفعلية لثلاثي هاليد الرصاص الفورماميدينيوم (FA) إلى 1.48 إلكترون فولت، وهو أقرب إلى طاقة فجوة النطاق المثالية البالغة 1.34 إلكترون فولت لتحقيق أقصى كفاءة لتحويل الطاقة في الخلايا الشمسية أحادية الوصلة، والتي تنبأ بها حد شوكلي-كوايسر. تم تحقيق طاقة فجوة النطاق البالغة 1.3 إلكترون فولت بنجاح باستخدام (FAPbI
3)
1- س(CsSnI
3)
سخلية هجينة، لها فجوة طاقة قابلة للضبط (E g ) من 1.24 – 1.41 إلكترون فولت [21]

الخلايا الشمسية متعددة الوصلات

تتمتع الخلايا الشمسية متعددة الوصلات بكفاءة تحويل طاقة أعلى (PCE)، مما يزيد من العتبة إلى ما بعد الحد الأقصى الديناميكي الحراري الذي حدده حد Shockley-Queisser للخلايا ذات الوصلة الواحدة. من خلال وجود فجوات نطاق متعددة في خلية واحدة، فإنه يمنع فقدان الفوتونات أعلى أو أسفل طاقة فجوة النطاق لخلية شمسية ذات وصلة واحدة . [22] في الخلايا الشمسية ذات الوصلة الترادفية (المزدوجة) ، تم تسجيل PCE بنسبة 31.1٪، وتزداد إلى 37.9٪ للخلايا الشمسية ذات الوصلة الثلاثية و38.8٪ للخلايا الشمسية ذات الوصلة الرباعية. ومع ذلك، فإن عملية الترسيب الكيميائي للبخار المعدني العضوي (mocvd) اللازمة لتوليف الخلايا الشمسية البلورية المتطابقة مع الشبكة بأكثر من وصلة مكلفة للغاية، مما يجعلها مرشحًا أقل من المثالي للاستخدام على نطاق واسع.

تقدم أشباه الموصلات المصنوعة من البيروفسكايت خيارًا لديه القدرة على منافسة كفاءة الخلايا الشمسية متعددة الوصلات ولكن يمكن تصنيعها في ظل ظروف أكثر شيوعًا بتكلفة منخفضة للغاية. تنافس الخلايا الشمسية ذات الوصلات المزدوجة والثلاثية والرباعية المذكورة أعلاه، الخلايا الترادفية المصنوعة بالكامل من البيروفسكايت مع أقصى كفاءة تحويل طاقة تبلغ 31.9٪، وتصل الخلية ثلاثية الوصلات المصنوعة بالكامل من البيروفسكايت إلى 33.1٪، وخلية ثلاثية الوصلات من البيروفسكايت والسيليكون، والتي تصل كفاءتها إلى 35.3٪. هذه الخلايا الشمسية متعددة الوصلات المصنوعة من البيروفسكايت، بالإضافة إلى كونها متاحة للتصنيع الفعال من حيث التكلفة، تحافظ أيضًا على كفاءة تحويل طاقة عالية في ظل الظروف الجوية القاسية المتنوعة - مما يجعلها قابلة للاستخدام في جميع أنحاء العالم. [23]

ربيطات كيرالية

يُظهِر استخدام ربيطات كيرالية عضوية وعدًا بزيادة كفاءة تحويل الطاقة القصوى لخلايا هاليد البيروفسكايت الشمسية، عند استخدامها بشكل صحيح. يمكن إنتاج الكيرالية في أشباه الموصلات غير العضوية عن طريق التشوهات الإينانتيوميرية بالقرب من سطح الشبكة، أو الاقتران الإلكتروني بين الركيزة وربيطة كيرالية، أو التجميع في بنية ثانوية كيرالية، أو عيوب سطح كيرالية. من خلال ربط ربيطة فينيل إيثيل أمين كيرالية بصفائح نانوية من البيروفسكايت بروميد الرصاص غير كيرالية، يتم تكوين بيروفسكايت غير عضوي-عضوي كيرالي. يكشف فحص البيروفسكايت غير العضوي-العضوي عبر مطيافية ثنائي اللون الدائري (CD) عن منطقتين. تمثل إحداهما نقل الشحنة بين الربيطة والصفائح النانوية (300-350 نانومتر)، وتمثل الأخرى الحد الأقصى للامتصاص الإكسيتوني للبيروفسكايت. تشير الأدلة على نقل الشحنة في هذه الأنظمة إلى إمكانية زيادة كفاءة تحويل الطاقة في الخلايا الشمسية البيروفسكايتية. [24]

البيروفسكايتات غير العضوية

تحسن في كفاءة تحويل الطاقة للبيروفسكايتات غير العضوية على مدى العقد الماضي من التطوير، البنية الأساسية [25]

تعاني الخلايا الشمسية البيروفسكايتية عالية الأداء من عدم الاستقرار الكيميائي. والمكونات العضوية مثل ميثيل الأمونيوم أو الفورماميدينيوم هي أساس الضعف. والتغليف لمنع هذا الاضمحلال مكلف. ويمكن للبيروفسكايت غير العضوي بالكامل أن يقلل من هذه المشاكل. حيث أن البيروفسكايت غير العضوي بالكامل لديه PCE أكثر من 17٪. يتم إنشاء خلايا البيروفسكايت غير العضوية عالية الأداء هذه باستخدام CsPbI 3 ، والتي لها فجوة نطاق مماثلة لتلك الموجودة في OIHPs عالية الأداء (~ 1.7 إلكترون فولت)، بالإضافة إلى خصائص بصرية كهربائية ممتازة. وعلى الرغم من استقرارها الكيميائي، تواجه مواد البيروفسكايت هذه مشكلات كبيرة مع استقرار الطور مما يمنع تطبيقها الصناعي الواسع. على سبيل المثال، في CsPbI 3 عالي الكفاءة ، يكون الطور الأسود α النشط للضوء عرضة للتحول إلى الطور الأصفر غير النشط δ مما يثبط الأداء بشكل خطير، خاصة عند تعرضه للرطوبة. [25] كما جعل هذا من الصعب تصنيعها في درجات الحرارة المحيطة حيث أن الطور الأسود ألفا غير مستقر ترموديناميكيًا فيما يتعلق بالطور الأصفر دلتا، على الرغم من أن مجموعة هي مينج لاي، وهي طبيبة نفسية، قد عالجت هذا الأمر مؤخرًا. [26] تم التعامل مع تحدي تثبيت الطور الأسود ألفا النشط ضوئيًا لمواد البيروفسكايت غير العضوية بمجموعة متنوعة من الاستراتيجيات، بما في ذلك التثبيت الثماني السطوح ونمو البلورات الثانوية. [27] [28]

بيروفسكايتات عضوية وغير عضوية هجينة ثنائية الأبعاد

تتميز البيروفسكايتات ثنائية الأبعاد بتحسن الاستقرار وخصائص الاحتواء الإكسيتوني مقارنة بالبيروفسكايتات ثلاثية الأبعاد، مع الحفاظ على خصائص نقل الشحنة لمواد البيروفسكايت ثلاثية الأبعاد. علاوة على ذلك، فإن بنية البيروفسكايت العضوية غير العضوية الهجينة ثنائية الأبعاد (HOIP) تخفف أيضًا القيود الفراغية على كاتيونات "B"، كما هو موضح بواسطة عامل تحمل جولدشميت في HOIPs ثلاثية الأبعاد، مما يوفر مساحة تركيبية أكبر بكثير لتصميم مواد جديدة بخصائص مخصصة. [29]

بناء

تتبع HOIPs نفس معادلة ABX 3 مثل نظيراتها ثلاثية الأبعاد. في هذه الحالة، B هو كاتيون معدني، وX هي أنيونات هالوجين (Cl − وBr − وI − ) ويمثل A كاتيونًا جزيئيًا عضويًا. يتم حبس كاتيونات الموقع A في شبكة ثماني السطوح تتقاسم الزوايا BX 6 عبر الرابطة الهيدروجينية لـ NHX بين مجموعة الأمونيوم من كاتيون الموقع A والهالوجين من ثماني السطوح. مع زيادة طول الأيون العضوي ثنائي الأبعاد، تزداد المسافة بين ثماني السطوح التي تتقاسم الزوايا أيضًا، مما يشكل بنية ثنائية الأبعاد أو شبه ثنائية الأبعاد. [30] يتم تثبيت الطبقات العضوية وغير العضوية معًا بواسطة قوى فان دير فالس . تُستخدم صيغة R 2 A n −1 B n X 3n + 1 لتوصيف الهياكل ثنائية الأبعاد وشبه ثنائية الأبعاد. [30] هنا، R هي مساحة الكاتيون العضوية الكبيرة التي تفصل الطبقات غير العضوية و"n" يشير إلى عدد الوحدات العضوية بين الطبقات غير العضوية.

الخواص الميكانيكية

لتحقيق أجهزة متينة ميكانيكيًا، فإن الأولوية القصوى هي فهم الخصائص الميكانيكية المتأصلة للمواد. مثل المواد ثنائية الأبعاد الأخرى ، يتم تحليل الخصائص الميكانيكية باستخدام طرق حسابية ويتم التحقق منها باستخدام التجارب.

يُعد التباعد النانوي تقنية شائعة لقياس الخواص الميكانيكية للمواد ثنائية الأبعاد. تكشف نتائج التباعد النانوي في HOIP ثنائية الأبعاد عن تباين الخواص في معامل يونغ على طول اتجاهات مستوية مختلفة (100 و001 و110). [31] أظهر جاو وآخرون أن البلورة المفردة (C 6 H 5 CH 2 NH 3 ) 2 PbCl 4 لها تباين متوسط ​​المدى في هذه الاتجاهات بسبب تقاسم الزوايا المتأصل في بنية البلورة. [31] كان الاتجاه الأقوى هو الاتجاه [100] الذي يكون عموديًا على الطبقات غير العضوية. بشكل عام، عبر العديد من HOIPs ثنائية الأبعاد، يوجد ارتباط مهيمن بين زيادة قوة رابطة Pb-X (الكاتيون الشائع جدًا) ومعامل يونغ. [32] وبالمثل، وجدت دراسة أخرى باستخدام تقنية النانو أن تغيير أيون A من CH3NH3 + العضوي إلى Cs + غير العضوي له تأثيرات لا تذكر على معامل يونغ، في حين أن قوة Pb–X لها التأثير المهيمن. [33] ونظرًا للاستقرار الميكانيكي المتزايد للطبقات غير العضوية، وجدت تقنية النانو أن هياكل HOIP ثنائية الأبعاد ذات الطبقات غير العضوية الأكثر سمكًا وكثافة قد زادت من معامل يونغ واستقرارها المتزايد. [31]

أجرى Tu وآخرون دراسة لاختبار الخواص الميكانيكية على نظام يوديد الرصاص البسيط للتحقيق في دور عدد وطول الوحدات الفرعية (الطبقة العضوية) على معامل يونغ خارج المستوى باستخدام التجويف النانوي. [29] وجدت هذه الدراسة أن HOIPs ثنائية الأبعاد أكثر ليونة من نظيراتها ثلاثية الأبعاد بسبب التحول من الرابطة التساهمية / الأيونية إلى رابطة فان دير فالس. [29] علاوة على ذلك، فإن زيادة عدد الوحدات الفرعية "n" من (1-5) يزيد من معامل يونغ وصلابته حتى الوصول إلى القيم القياسية ثلاثية الأبعاد. [29] ينخفض ​​طول السلسلة العضوية ويستقر معامل يونغ. يمكن تخصيص هذه العوامل عند تصميم الخلايا الشمسية البيروفسكايتية لتطبيقات فريدة.

كما أن HOIP ثنائية الأبعاد عرضة أيضًا لظاهرة نسبة بواسون السلبية ، حيث تنقبض المادة جانبيًا عند التمدد وتتمدد جانبيًا عند الضغط. تُلاحظ هذه الظاهرة بشكل شائع في المواد ثنائية الأبعاد ويمكن تعديل نسبة بواسون عن طريق تغيير هاليد "X" في كيمياء HOIP ثنائية الأبعاد. [34] تشكل الهاليدات ذات السالبية الكهربية الأضعف روابط أضعف مع كاتيون "B" مما يؤدي إلى زيادة (في المقدار) نسبة بواسون السلبية. [31] يسمح هذا الترك بمرونة قابلة للضبط لـ HOIP ثنائية الأبعاد وتطبيقات الأجهزة الكهروميكانيكية الدقيقة والنانوية الإلكترونية.

أبحاث أخرى

تمت دراسة الخلايا الشمسية القائمة على بيروفسكايتات أكسيد المعادن الانتقالية والهياكل غير المتجانسة منها مثل LaVO 3 /SrTiO 3. [35] [36]

اكتشف علماء جامعة رايس ظاهرة جديدة تتمثل في توسع الشبكة الناتج عن الضوء في مواد البيروفسكايت. [37]

قد تعمل تقنية الخلايا الشمسية ذات النقاط الكمومية البيروفسكايتية على زيادة متانة الخلية، وهو ما يظل قيدًا بالغ الأهمية. [38]

من أجل التغلب على مشاكل عدم الاستقرار مع مواد البيروفسكايت العضوية القائمة على الرصاص في الهواء المحيط والحد من استخدام الرصاص، تم التحقيق في مشتقات البيروفسكايت، مثل البيروفسكايت المزدوج Cs 2 SnI 6. [39]

يعالج

تتمتع خلايا البيروفسكايت الشمسية بميزة على خلايا السيليكون الشمسية التقليدية في بساطة معالجتها وتحملها للعيوب الداخلية. [40] تتطلب خلايا السيليكون التقليدية عمليات مكلفة ومتعددة الخطوات، يتم إجراؤها في درجات حرارة عالية (>1000 درجة مئوية) تحت فراغ عالٍ في مرافق غرف نظيفة خاصة. [41] وفي الوقت نفسه، يمكن تصنيع مادة البيروفسكايت العضوية غير العضوية الهجينة باستخدام تقنيات الكيمياء الرطبة الأكثر بساطة في بيئة معملية تقليدية. ومن الجدير بالذكر أن ثلاثي هاليدات الرصاص الميثيل أمونيوم والفورمامينيوم، والمعروفة أيضًا باسم البيروفسكايت الهجين، تم إنشاؤها باستخدام مجموعة متنوعة من تقنيات ترسيب المحاليل، مثل طلاء الدوران، وطلاء القالب الشقي، وطلاء الشفرة، وطلاء الرش، والطباعة النافثة للحبر، والطباعة على الشاشة، والترسيب الكهربائي، وتقنيات الترسيب بالبخار، وكلها لديها القدرة على التوسع بسهولة نسبية باستثناء طلاء الدوران. [42] [43] [44] [45] [46]

طرق الترسيب

يمكن تصنيف طريقة المعالجة القائمة على المحلول إلى ترسيب محلول من خطوة واحدة وترسيب محلول من خطوتين. في الترسيب من خطوة واحدة، يتم ترسيب محلول سلائف البيروفسكايت الذي يتم تحضيره عن طريق خلط هاليد الرصاص والهاليد العضوي معًا، مباشرة من خلال طرق طلاء مختلفة، مثل طلاء الدوران والرش وطلاء الشفرة وطلاء القالب المشقوق، لتشكيل فيلم البيروفسكايت. الترسيب من خطوة واحدة بسيط وسريع وغير مكلف ولكنه أيضًا أكثر تحديًا للتحكم في تجانس وجودة فيلم البيروفسكايت. في الترسيب من خطوتين، يتم ترسيب فيلم هاليد الرصاص أولاً ثم يتفاعل مع هاليد عضوي لتكوين فيلم البيروفسكايت. يستغرق التفاعل وقتًا حتى يكتمل ولكن يمكن تسهيله عن طريق إضافة قواعد لويس أو هاليد عضوي جزئي إلى سلائف هاليد الرصاص. في طريقة الترسيب من خطوتين، يمكن للتوسع الحجمي أثناء تحويل هاليد الرصاص إلى البيروفسكايت أن يملأ أي ثقوب صغيرة لتحقيق جودة فيلم أفضل. يمكن تصنيف عمليات ترسيب الطور البخاري إلى ترسيب بخاري فيزيائي (PVD) وترسيب بخاري كيميائي (CVD). يشير الترسيب البخاري الفيزيائي إلى تبخر البيروفسكايت أو سلفه لتكوين طبقة رقيقة من البيروفسكايت على الركيزة، والتي تكون خالية من المذيبات. بينما يتضمن الترسيب البخاري الكيميائي تفاعل بخار الهاليد العضوي مع طبقة الهاليد الرصاصي الرقيقة لتحويله إلى طبقة البيروفسكايت. كما تم تقديم الترسيب البخاري الكيميائي القائم على المحلول، الترسيب البخاري الكيميائي بمساعدة الهباء الجوي (AACVD) لتصنيع أغشية البيروفسكايت الهاليدية، مثل CH 3 NH 3 PbI 3 ، [47] CH 3 NH 3 PbBr 3 ، [48] و Cs 2 SnI 6 . [49]

ترسيب المحلول في خطوة واحدة

ترسيب المحلول بخطوة واحدة مقابل ترسيب المحلول بخطوتين

في معالجة المحلول بخطوة واحدة، يمكن إذابة هاليد الرصاص وهاليد الميثيل أمونيوم في مذيب وطلائه بالغزل على ركيزة. يؤدي التبخر اللاحق والتجميع الذاتي الحملي أثناء الغزل إلى ظهور طبقات كثيفة من مادة البيروفسكايت المتبلورة جيدًا، بسبب التفاعلات الأيونية القوية داخل المادة (يساهم المكون العضوي أيضًا في انخفاض درجة حرارة التبلور). ومع ذلك، لا ينتج عن الطلاء الدوراني البسيط طبقات متجانسة، بل يتطلب بدلاً من ذلك إضافة مواد كيميائية أخرى مثل GBL و DMSO وقطرات التولوين . [50] تؤدي معالجة المحلول البسيطة إلى وجود فراغات وصفائح دموية وعيوب أخرى في الطبقة، مما قد يعيق كفاءة الخلية الشمسية.

تنتج تقنية أخرى تستخدم الاستخلاص بالمذيبات في درجة حرارة الغرفة أغشية بلورية عالية الجودة مع تحكم دقيق في السُمك حتى 20 نانومترًا عبر مناطق تبلغ مساحتها عدة سنتيمترات مربعة دون توليد ثقوب دقيقة. في هذه الطريقة "يتم إذابة سلائف البيروفسكايت في مذيب يسمى NMP وطلائها على ركيزة. ثم، بدلاً من التسخين، يتم غمر الركيزة في ثنائي إيثيل الأثير ، وهو مذيب ثانٍ يلتقط بشكل انتقائي مذيب NMP ويزيله. ما تبقى هو فيلم فائق النعومة من بلورات البيروفسكايت." [51]

في طريقة معالجة محلول أخرى، يتم تسخين خليط يوديد الرصاص وهاليد ميثيل الأمونيوم المذاب في ثنائي ميثيل الفثالات مسبقًا. ثم يتم طلاء الخليط على ركيزة يتم الحفاظ عليها عند درجة حرارة أعلى. تنتج هذه الطريقة أغشية موحدة يصل حجم حبيباتها إلى 1 مم. [52]

يمكن تصنيع بيروفسكايت هاليد الرصاص من مادة أولية من PbI 2 ، [53] أو مواد أولية غير PbI 2 ، مثل PbCl 2 وPb(Ac) 2 وPb(SCN) 2 ، مما يمنح الأغشية خصائص مختلفة. [47]

ترسيب المحلول على خطوتين

في عام 2015، تم اعتماد نهج جديد [54] لتشكيل البنية النانوية لـ PbI 2 واستخدام تركيز عالٍ من CH 3 NH 3 I لتشكيل فيلم بيروفسكايت عالي الجودة (حجم بلوري كبير وناعم) مع أداء ضوئي أفضل. من ناحية، يتم تشكيل PbI 2 المسامي المجمع ذاتيًا عن طريق دمج كميات صغيرة من المواد المضافة المختارة بعقلانية في محاليل مقدمة PbI 2 ، مما يسهل بشكل كبير تحويل البيروفسكايت بدون أي بقايا PbI 2. من ناحية أخرى، من خلال استخدام تركيز عالٍ نسبيًا من CH 3 NH 3 I، يتم تشكيل فيلم CH 3 NH 3 PbI 3 متبلور بقوة وموحد . علاوة على ذلك، يعد هذا نهجًا غير مكلف.

الترسيب البخاري

في التقنيات المساعدة بالبخار، يتم تسخين هاليد الرصاص المغلف بالدوران أو المقشر في وجود بخار يوديد الميثيل أمونيوم عند درجة حرارة حوالي 150 درجة مئوية. [55] تتمتع هذه التقنية بميزة على معالجة المحلول، حيث تفتح إمكانية إنتاج أغشية رقيقة متعددة الطبقات على مساحات أكبر. [56] يمكن تطبيق هذا لإنتاج خلايا متعددة الوصلات . بالإضافة إلى ذلك، تؤدي تقنيات الترسيب بالبخار إلى اختلاف أقل في السُمك مقارنة بالطبقات البسيطة المعالجة بالمحلول. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي كلتا التقنيتين إلى طبقات رقيقة مستوية أو للاستخدام في التصميمات المتوسطة، مثل الطلاء على سقالة أكسيد معدني. مثل هذا التصميم شائع في الخلايا الشمسية الحالية المصنوعة من البيروفسكايت أو الخلايا المصبوغة بالحساسية.

قابلية التوسع

لا تشمل قابلية التوسع زيادة حجم طبقة امتصاص البيروفسكايت فحسب، بل تشمل أيضًا زيادة حجم طبقات نقل الشحنة والقطب الكهربي. تتمتع كل من عمليات المحلول والبخار بقدرة واعدة من حيث قابلية التوسع. تكلفة العملية وتعقيدها أقل بكثير من تكلفة وتعقيد الخلايا الشمسية السليكونية. تقلل تقنيات الترسيب بالبخار أو بمساعدة البخار من الحاجة إلى استخدام المزيد من المذيبات، مما يقلل من خطر بقايا المذيبات. معالجة المحلول أرخص. تدور القضايا الحالية مع الخلايا الشمسية البيروفسكايتية حول الاستقرار، حيث لوحظ أن المادة تتدهور في الظروف البيئية القياسية، مما يعاني من انخفاض في الكفاءة ( انظر أيضًا الاستقرار).

في عام 2014، قدمت أولغا مالينكيفيتش عملية تصنيع الطباعة بالحبر لألواح البيروفسكايت في بوسطن (الولايات المتحدة) خلال اجتماع الخريف لجمعية أبحاث السوق - والتي حصلت من خلالها على جائزة مبتكري مراجعة تكنولوجيا معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تحت سن 35. [57] كما تزعم جامعة تورنتو أنها طورت خلية شمسية منخفضة التكلفة تعمل بالحبر حيث يتم مزج المواد الخام من البيروفسكايت في "حبر" نانوسولار يمكن تطبيقه بواسطة طابعة نافثة للحبر على الزجاج أو البلاستيك أو مواد الركيزة الأخرى . [58]

توسيع طبقة الامتصاص

من أجل توسيع نطاق طبقة البيروفسكايت مع الحفاظ على الكفاءة العالية، تم تطوير تقنيات مختلفة لتغطية فيلم البيروفسكايت بشكل أكثر تجانسًا. على سبيل المثال، تم تطوير بعض الأساليب الفيزيائية لتعزيز التشبع الفائق من خلال الإزالة السريعة للمذيبات، وبالتالي الحصول على المزيد من النوى وتقليل وقت نمو الحبوب وهجرة المذاب. يمكن أن يساعد التسخين [59] وتدفق الغاز [60] والفراغ [61] ومضاد المذيب [50] في إزالة المذيبات. ويمكن أن تؤثر الإضافات الكيميائية، مثل إضافات الكلوريد [62] وإضافات قاعدة لويس [63] وإضافات المادة الخافضة للتوتر السطحي [64] وتعديل السطح [65] على نمو البلورات للتحكم في مورفولوجيا الفيلم. على سبيل المثال، أظهر تقرير حديث عن إضافة المادة الخافضة للتوتر السطحي، مثل L-α-phosphatidylcholine (LP)، قمع تدفق المحلول بواسطة المواد الخافضة للتوتر السطحي للقضاء على الفجوات بين الجزر وفي الوقت نفسه تحسين ترطيب سطح حبر البيروفسكايت على الركيزة الكارهة للماء لضمان تغطية كاملة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ LP أيضًا أن يعمل على تخميد مصائد الشحنة لتعزيز أداء الجهاز بشكل أكبر، والذي يمكن استخدامه في طلاء الشفرة للحصول على إنتاجية عالية من PSCs مع الحد الأدنى من فقدان الكفاءة. [64]

توسيع نطاق طبقة نقل الشحنة

إن توسيع نطاق طبقة نقل الشحنة ضروري أيضًا لقابلية توسعة PSCs. طبقة نقل الإلكترون الشائعة (ETL) في NIP PSCs هي TiO 2 و SnO 2 و ZnO. حاليًا، لجعل ترسب طبقة TiO 2 متوافقًا مع ركيزة البوليمر المرنة، يتم تطوير تقنيات درجات الحرارة المنخفضة ، مثل ترسب الطبقة الذرية [66] وترسب الطبقة الجزيئية [67] والتفاعل الحراري المائي [68] والترسيب الكهربائي [69] لترسيب طبقة TiO 2 المضغوطة في مساحة كبيرة. تنطبق نفس الأساليب أيضًا على ترسب SnO 2. أما بالنسبة لطبقة نقل الفتحة (HTL)، فبدلاً من PEDOT:PSS المستخدم بشكل شائع، يتم استخدام NiO x كبديل بسبب امتصاص PEDOT للماء، والذي يمكن ترسيبه من خلال معالجة المحلول في درجة حرارة الغرفة. [70] CuSCN وNiO [71] عبارة عن مواد بديلة لـ HTL يمكن ترسيبها عن طريق الطلاء بالرش، [72] وطلاء الشفرة، [73] والترسيب الكهربائي، [74] والتي يمكن توسيع نطاقها. كما أبلغ الباحثون عن طريقة تشويب جزيئية لشفرات قابلة للتوسع لصنع خلايا جذعية ذات صفائح بلورية خالية من HTL. [75]

توسيع نطاق القطب الخلفي

إن ترسب التبخر للقطب الخلفي ناضج وقابل للتوسع ولكنه يتطلب الفراغ. إن الترسيب الخالي من الفراغ للقطب الخلفي مهم لقابلية معالجة المحلول الكامل لـ PSCs. يمكن طباعة أقطاب الفضة على الشاشة، [76] ويمكن رش شبكة الأسلاك النانوية الفضية [77] كقطب خلفي. يعد الكربون أيضًا مرشحًا محتملًا كقطب PSCs قابل للتوسع، مثل الجرافيت، [78] وأنابيب الكربون النانوية، [79] والجرافين. [80]

سمية

إن قضايا السمية المرتبطة بمحتوى الرصاص في الخلايا الشمسية البيروفسكايتية تضغط على تصور الجمهور وقبول التكنولوجيا. [81] لقد كان التأثير الصحي والبيئي للمعادن الثقيلة السامة محل نقاش كبير في حالة الخلايا الشمسية CdTe، التي أصبحت كفاءتها ذات صلة صناعية في التسعينيات. على الرغم من أن CdTe مركب مستقر حرارياً وكيميائياً للغاية مع منتج ذو قابلية ذوبان منخفضة ( K sp ، من 10 −34 )، وبالتالي، تم الكشف عن سميته على أنها منخفضة للغاية، فقد تم تنفيذ برامج صارمة للنظافة الصناعية [82] وبرامج الالتزام بإعادة التدوير [83] . على النقيض من CdTe، فإن البيروفسكايت الهجين غير مستقر للغاية ويتحلل بسهولة إلى مركبات قابلة للذوبان إلى حد ما من الرصاص أو القصدير مع K SP = 4.4 × 10 −9، مما يزيد بشكل كبير من توافرها البيولوجي المحتمل [84] وخطرها على صحة الإنسان، كما أكدته الدراسات السمية الحديثة. [85] [86] على الرغم من أن الجرعة القاتلة من الرصاص بنسبة 50% [LD 50 (Pb)] أقل من 5 مجم لكل كجم من وزن الجسم، إلا أن المشكلات الصحية تنشأ عند مستويات تعرض أقل بكثير. يمتص الأطفال الصغار 4-5 أضعاف كمية الرصاص التي يمتصها البالغون وهم أكثر عرضة للآثار الضارة للرصاص. [87] في عام 2003، فرضت منظمة الصحة العالمية مستوى أقصى للرصاص في الدم (BLL) يبلغ 5 ميكروجرام/ديسيلتر ، [87] وهو ما يتوافق مع كمية الرصاص الموجودة في 25 مم 2 فقط من وحدة الطاقة الشمسية البيروفسكايت. علاوة على ذلك، تم إلغاء مستوى الرصاص في الدم البالغ 5 ميكروجرام/ديسيلتر في عام 2010 بعد اكتشاف انخفاض الذكاء والصعوبات السلوكية لدى الأطفال المعرضين لقيم أقل. [88] مؤخرًا، هونج تشانج وآخرون. أفادوا عن استراتيجية تخفيف المذيبات المشتركة العالمية لتقليل إنتاج نفايات الرصاص السامة بشكل كبير، واستخدام مواد البيروفسكايت بالإضافة إلى تكلفة التصنيع بنسبة 70٪، والتي توفر أيضًا PCEs بنسبة تزيد عن 24٪ و 18.45٪ في الخلايا والوحدات المعملية على التوالي. [89]

تقليل سمية الرصاص

استبدال الرصاص في البيروفسكايت

تم إجراء العديد من الدراسات لتحليل البدائل الواعدة لبيروفسكايت الرصاص للاستخدام في الخلايا الكهروضوئية متعددة القدرات. تشمل المرشحات الجيدة للاستبدال، والتي تتمتع بسمية منخفضة، وفجوات نطاقية مباشرة ضيقة، ومعاملات امتصاص بصرية عالية، وحركة حاملة عالية، وخصائص نقل شحنة جيدة، البيروفسكايتات المصنوعة من القصدير/الجيرمانيوم-هاليد، والبيروفسكايتات المزدوجة، وهاليدات البزموت/الأنتيمون ذات الهياكل الشبيهة بالبيروفسكايت. [90]

أظهرت الأبحاث التي أجريت على الخلايا الكهروضوئية القائمة على هاليد القصدير أن لديها كفاءة تحويل طاقة أقل (PCE)، حيث حققت تلك المصنعة تجريبيًا كفاءة تحويل طاقة تبلغ 9.6٪. يرجع هذا PCE المنخفض نسبيًا جزئيًا إلى أكسدة Sn 2+ إلى Sn 4+ ، والذي سيعمل كمُشَوِّب من النوع p في البنية ويؤدي إلى تركيز أعلى للناقل الداكن وزيادة معدلات إعادة تركيب الناقل. [91] أثبتت بيروفسكايت هاليد الجرمانيوم فشلها بشكل مماثل بسبب انخفاض الكفاءة ومشاكل ميول الأكسدة، حيث أظهرت إحدى الخلايا الشمسية التجريبية كفاءة تحويل طاقة تبلغ 0.11٪ فقط. [92] تم الإبلاغ عن كفاءة تحويل طاقة أعلى من بعض بيروفسكايت القائمة على سبائك الجرمانيوم والقصدير، مع وجود فيلم غير عضوي بالكامل من CsSn 0.5 Ge 0.5 I 3 له كفاءة تحويل طاقة تبلغ 7.11٪. بالإضافة إلى هذه الكفاءة العالية، وجد أن بيروفسكايت سبائك الجرمانيوم والقصدير تتمتع أيضًا بثبات ضوئي عالي. [93]

بصرف النظر عن البيروفسكايتات القائمة على القصدير والجرمانيوم، كان هناك أيضًا بحث حول جدوى البيروفسكايتات المزدوجة ذات الصيغة A 2 M + M 3+ X 6. في حين أن هذه البيروفسكايتات المزدوجة لها فجوة نطاق مواتية تبلغ حوالي 2 إلكترون فولت وتظهر استقرارًا جيدًا، فإن العديد من المشكلات بما في ذلك الكتل الفعالة العالية للإلكترون/الثقب ووجود فجوات نطاق غير مباشرة تؤدي إلى انخفاض حركة الناقل ونقل الشحنة. [94] كما تم إجراء بحث يستكشف جدوى هاليدات البزموت/الأنتيمون في استبدال بيروفسكايتات الرصاص، وخاصة مع Cs 3 Sb 2 I 9 و Cs 3 Bi 2 I 9 ، والتي لها أيضًا فجوات نطاق تبلغ حوالي 2 إلكترون فولت. [95] أظهرت النتائج التجريبية أيضًا أنه في حين تتمتع PSCs القائمة على الأنتيمون وهاليد البزموت باستقرار جيد، فإن حركتها الناقلة المنخفضة وخصائص نقل الشحنة الرديئة تحد من جدواها في استبدال بيروفسكايتات القائمة على الرصاص. [90]

التغليف لتقليل تسرب الرصاص

أجريت أبحاث حديثة حول استخدام التغليف كطريقة لتقليل تسرب الرصاص، مع التركيز بشكل خاص على استخدام البوليمرات ذاتية الشفاء . تم إجراء الأبحاث على بوليمرين واعدين، Surlyn وراتينج إيبوكسي متشابك حراريًا، ثنائي جليسيديل إيثر بيسفينول A:n-octylamine:m-xylylenediamine = 4:2:1. أظهرت التجارب انخفاضًا كبيرًا في تسرب الرصاص من PSCs باستخدام هذه البوليمرات ذاتية الشفاء في ظل ظروف الطقس المشمسة المحاكاة وبعد أن تسبب الضرر الناتج عن البرد في تشقق التغليف الزجاجي الخارجي. والجدير بالذكر أن التغليف بالإيبوكسي والراتينج كان قادرًا على تقليل تسرب الرصاص بعامل 375 مرة عند تسخينه بواسطة ضوء الشمس المحاكاة. [96]

طلاءات لامتصاص تسرب الرصاص

كما تم استخدام الطلاءات الكيميائية الرابطة للرصاص تجريبياً لتقليل تسرب الرصاص من الخلايا الكهروضوئية الموجبة. وعلى وجه الخصوص، تم استخدام راتنجات تبادل الكاتيون (CERs) وحمض P,P′-di(2-ethylhexyl)methanediphosphonic (DMDP) تجريبياً في هذا الجهد. يعمل كلا الطلاءين بشكل مشابه، حيث يقومان بعزل الرصاص كيميائياً والذي قد يتسرب من وحدة الخلايا الكهروضوئية الموجبة بعد حدوث ضرر بسبب الطقس. وقد أظهرت الأبحاث في راتنجات تبادل الكاتيون (CERs) أنه من خلال العمليات التي يتم التحكم فيها بالانتشار، يتم امتصاص الرصاص Pb 2+ بشكل فعال وربطه بسطح الخلايا الكهروضوئية الموجبة، حتى في وجود أيونات ثنائية التكافؤ متنافسة مثل Mg 2+ و Ca 2+ والتي قد تشغل أيضًا مواقع ربط على سطح الخلايا الكهروضوئية الموجبة. [97]

لاختبار فعالية الطلاءات القائمة على CER في امتصاص الرصاص في الظروف العملية، قام الباحثون بتقطير الماء الحمضي قليلاً، والمقصود به محاكاة مياه الأمطار، على وحدة PSC متشققة بسبب أضرار البرد المحاكية. وجد الباحثون أنه من خلال تطبيق طلاء CER على الأقطاب النحاسية لوحدات PSC التالفة، انخفض تسرب الرصاص بنسبة 84٪. عندما تم دمج CER في عجينة قطب كهربائي قائمة على الكربون مطبقة على PSC وعلى الجزء العلوي من الزجاج المغلف، انخفض تسرب الرصاص بنسبة 98٪. [97] تم إجراء اختبار مماثل أيضًا على وحدة PSC مع طلاء DMDP على كل من الجزء العلوي والسفلي من الوحدة لدراسة فعالية DMDP في تقليل تسرب الرصاص. في هذا الاختبار، تم تشقق الوحدة بسبب أضرار البرد المحاكية، ووضعها في محلول من الماء الحمضي المحتوي على أيونات Ca 2+ المائية ، والمقصود به محاكاة المطر الحمضي مع وجود مستويات منخفضة من الكالسيوم المائي. تم تتبع تركيز الرصاص في المياه الحمضية، ووجد الباحثون أن كفاءة عزل الرصاص لطلاء DMDP عند درجة حرارة الغرفة 96.1٪. [98]

تقليل استخدام المواد الرصاصية أثناء تصنيع الأجهزة

تم الإبلاغ عن استراتيجية تخفيف المذيب المشترك [89] للحصول على أفلام بيروفسكايت عالية الجودة مع حلول أولية منخفضة التركيز للغاية. تقلل هذه الاستراتيجية بشكل كبير من كمية المواد الخام باهظة الثمن في حبر سلائف البيروفسكايت وتقلل من إنتاج النفايات السامة عن طريق طلاء الدوران من خلال طريقين رئيسيين: تقليل فقدان السلائف أثناء معالجة أفلام البيروفسكايت وتعزيز عمر ومدة صلاحية الأحبار عن طريق قمع تراكم الغرويات الأولية. يمكن تحقيق PCE بأكثر من 24٪ لـ PSCs المعملية بتخفيف المذيب المشترك إلى مستوى منخفض يصل إلى 0.5 م. بالإضافة إلى ذلك، يتم اختبار قابلية التوسع لاستراتيجية تخفيف المذيب المشترك من خلال تصنيع وحدات الطاقة الشمسية البيروفسكايت (PSMs) بأحجام مختلفة باستخدام طلاء الدوران الصناعي. تُظهر الوحدات المصنعة باستخدام استراتيجية التخفيف بالمذيب المشترك معامل كفاءة إنتاج أعلى وتوحيدًا وإمكانية إعادة إنتاج أفضل بكثير من الوحدات المحضرة باستخدام أحبار البيروفسكايت التقليدية، مع استخدام جزء بسيط من المادة الأولية. ومن المهم أن أكثر من 70% من النفايات السامة/المذيبات، والمواد الخام من البيروفسكايت، وتكلفة التصنيع من المتوقع أن تنخفض عند تصنيع الوحدات مقارنة بنفس الوحدات المصنوعة باستخدام الأحبار التقليدية عن طريق الطلاء الصناعي بالغزل، وبذلك يصبح الطلاء الصناعي تقنية مستدامة للتصنيع على نطاق متوسط، على سبيل المثال، للوحدات المستقلة أو التكامل على نطاق رقاقة السيليكون. يُظهر هذا العمل أنه من خلال الاختيار الحكيم للمذيب المشترك الأكثر خضرة، يمكننا تقليل استخدام وإهدار المذيبات السامة والمواد الخام من البيروفسكايت بشكل كبير، مع تبسيط التصنيع وخفض تكاليف PSCs. [89]

الفيزياء

من أهم خصائص نظام البيروفسكايت المستخدم بشكل شائع، هاليدات ميثيل أمونيوم الرصاص، وجود فجوة نطاقية يمكن التحكم فيها من خلال محتوى الهاليد. [15] [99] كما تُظهر المواد أيضًا طول انتشار لكل من الثقوب والإلكترونات يزيد عن ميكرون واحد . [100] [101] [102] يعني طول الانتشار الطويل أن هذه المواد يمكن أن تعمل بشكل فعال في بنية غشاء رقيق، وأنه يمكن نقل الشحنات في البيروفسكايت نفسه لمسافات طويلة. وقد تم الإبلاغ مؤخرًا عن أن الشحنات في مادة البيروفسكايت موجودة بشكل أساسي كإلكترونات وثقوب حرة، وليس كإكسيتونات مقيدة ، حيث أن طاقة ربط الإكسيتون منخفضة بما يكفي لتمكين فصل الشحنة في درجة حرارة الغرفة. [103] [104]

حدود الكفاءة

فجوات النطاق للخلايا الشمسية البيروفسكايت قابلة للضبط ويمكن تحسينها للطيف الشمسي عن طريق تغيير محتوى الهاليد في الفيلم (أي عن طريق خلط اليود والبروم). حد كفاءة الإشعاع لـ Shockley-Queisser ، والمعروف أيضًا باسم حد التوازن التفصيلي ، [105] [106] هو حوالي 31٪ تحت طيف شمسي AM1.5G عند 1000 وات / م 2 ، لفجوة نطاق البيروفسكايت 1.55 إلكترون فولت. [107] هذا أصغر قليلاً من الحد الإشعاعي لزرنيخيد الجاليوم لفجوة نطاق 1.42 إلكترون فولت والذي يمكن أن يصل إلى كفاءة إشعاعية تبلغ 33٪.

تتوفر قيم حد التوازن التفصيلي في شكل جدولي [107] وتم كتابة برنامج MATLAB لتنفيذ نموذج التوازن التفصيلي. [106]

في غضون ذلك، وجد نموذج الانجراف والانتشار أنه يتنبأ بنجاح بحد كفاءة الخلايا الشمسية البيروفسكايتية، مما يمكننا من فهم فيزياء الجهاز بعمق، وخاصة حد إعادة التركيب الإشعاعي والاتصال الانتقائي بأداء الجهاز. [108] هناك شرطان أساسيان للتنبؤ بحد كفاءة البيروفسكايت والاقتراب منه. أولاً، يجب تصحيح إعادة التركيب الإشعاعي الجوهري بعد تبني التصميمات البصرية التي ستؤثر بشكل كبير على جهد الدائرة المفتوحة عند حد Shockley-Queisser. ثانيًا، يجب هندسة خصائص اتصال الأقطاب الكهربائية بعناية للقضاء على تراكم الشحنة وإعادة التركيب السطحي عند الأقطاب الكهربائية. باستخدام الإجراءين، يمكن تحقيق التنبؤ الدقيق بحد الكفاءة والتقييم الدقيق لتدهور الكفاءة للخلايا الشمسية البيروفسكايتية من خلال نموذج الانجراف والانتشار. [108]

إلى جانب تحليل التوازن التفصيلي وحسابات انتشار الانجراف، كانت هناك العديد من الدراسات الأولية لإيجاد خصائص مادة البيروفسكايت عدديًا. وتشمل هذه على سبيل المثال لا الحصر فجوة النطاق والكتلة الفعالة ومستويات العيوب لمواد البيروفسكايت المختلفة. [109] [110] [111] [112] كما كانت هناك بعض الجهود لإلقاء الضوء على آلية الجهاز بناءً على عمليات المحاكاة حيث يقترح أجراوال وآخرون [113] إطار عمل للنمذجة، [114] ويقدم تحليلًا للكفاءة المثالية تقريبًا، و [115] يتحدث عن أهمية واجهة البيروفسكايت وطبقات نقل الثقب/الإلكترون.

بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير نموذج الدائرة لوصف خصائص كثافة التيار والجهد لخلايا البيروفسكايت الشمسية. يحاول Sun et al. [116] التوصل إلى نموذج مضغوط لهياكل البيروفسكايت المختلفة بناءً على بيانات النقل التجريبية. اقترح Minshen Lin et al. نموذج الصمام الثنائي المعدل لقياس فقدان الكفاءة لخلايا البيروفسكايت الشمسية. [117]

الهندسة المعمارية

مخطط لخلية شمسية من البيروفسكايت الحساس حيث تتكون الطبقة النشطة من طبقة من ثاني أكسيد التيتانيوم المسامي المغطى بماص البيروفسكايت. يتم تماس الطبقة النشطة مع مادة من النوع n لاستخراج الإلكترون ومادة من النوع p لاستخراج الثقوب. ب) مخطط لخلية شمسية من البيروفسكايت ذات غشاء رقيق . في هذه البنية حيث يتم وضع طبقة مسطحة من البيروفسكايت بين اتصالين انتقائيين. ج) توليد الشحنة واستخراجها في البنية الحساسة. بعد امتصاص الضوء في ممتص البيروفسكايت، يتم حقن الإلكترون الناتج عن الضوء في ثاني أكسيد التيتانيوم المسامي الذي يتم استخراجه من خلاله. يتم نقل الثقوب الناتجة في نفس الوقت إلى مادة من النوع p. د) توليد الشحنة واستخراجها في بنية الغشاء الرقيق. بعد امتصاص الضوء، يحدث كل من توليد الشحنة واستخراجها في طبقة البيروفسكايت.

تعمل خلايا البيروفسكايت الشمسية بكفاءة في عدد من البنيات المختلفة إلى حد ما اعتمادًا إما على دور مادة البيروفسكايت في الجهاز أو طبيعة القطب العلوي والسفلي. يمكن تقسيم الأجهزة التي يتم فيها استخراج الشحنات الموجبة بواسطة القطب السفلي الشفاف (الكاثود) بشكل أساسي إلى "مُحسَّسة"، حيث يعمل البيروفسكايت بشكل أساسي كممتص للضوء، ويحدث نقل الشحنة في مواد أخرى، أو "غشاء رقيق"، حيث يحدث معظم نقل الإلكترونات أو الثقوب في الجزء الأكبر من البيروفسكايت نفسه. على غرار التحسيس في الخلايا الشمسية المُحسَّسة بالصبغة ، يتم طلاء مادة البيروفسكايت على سقالة مسامية موصلة للشحنات - غالبًا ما تكون TiO 2 - كممتص للضوء. يتم نقل الإلكترونات المولدة ضوئيًا من طبقة البيروفسكايت إلى الطبقة الحساسة المسامية التي يتم من خلالها نقلها إلى القطب واستخراجها إلى الدائرة. يعتمد تصميم الخلية الشمسية ذات الأغشية الرقيقة على اكتشاف أن مواد البيروفسكايت يمكن أن تعمل أيضًا كموصل شحن ثنائي القطب عالي الكفاءة. [100]

بعد امتصاص الضوء وتوليد الشحنة اللاحق، يتم نقل كل من حاملات الشحنة السلبية والإيجابية عبر البيروفسكايت لشحن جهات اتصال انتقائية. نشأت الخلايا الشمسية البيروفسكايت من مجال الخلايا الشمسية المصبوغة بالحساسية، لذلك كانت البنية الحساسة هي المستخدمة في البداية، ولكن بمرور الوقت أصبح من الواضح أنها تعمل بشكل جيد، إن لم يكن أفضل في النهاية، في بنية غشائية رقيقة. [118] في الآونة الأخيرة، أظهر بعض الباحثين أيضًا بنجاح إمكانية تصنيع أجهزة مرنة باستخدام البيروفسكايت، [119] [120] [121] مما يجعلها أكثر وعودًا للطلب المرن على الطاقة. بالتأكيد، قد يكون جانب التدهور الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية في البنية الحساسة ضارًا بالجانب المهم للاستقرار طويل الأمد.

هناك فئة أخرى مختلفة من البنيات، حيث يعمل القطب الشفاف في الأسفل ككاثود عن طريق جمع حاملات الشحنة من النوع p المولدة ضوئيًا. [122]

أدوات وأساليب البحث والتطوير

قاعدة بيانات البيروفسكايت هي قاعدة بيانات وأداة تحليل لبيانات أبحاث الخلايا الشمسية البيروفسكايتية والتي تدمج بشكل منهجي أكثر من 15000 منشور، وخاصة بيانات الأجهزة حول "أكثر من 42400" جهاز بيروفسكايت. وصف المؤلفون موقع قاعدة البيانات المفتوحة FAIR - والذي اعتبارًا من يناير 2022 يتطلب التسجيل للوصول إلى البيانات ويستخدم برنامجًا مفتوح المصدر جزئيًا ولكن لم يتم تمييزه على أنه يحمل ترخيص برنامج مجاني على GitHub [123] - بأنه "ويكيبيديا لأبحاث الخلايا الشمسية البيروفسكايتية" التشاركية. يسمح بتصفية البيانات وعرضها وفقًا لمعايير مختلفة مثل تركيبات المواد أو نوع المكون وبالتالي يمكن أن يدعم تطوير تصميمات الهندسة المعمارية المثلى (بما في ذلك المواد المستخدمة). [124] [125]

تعد عملية الفحص عالية الإنتاجية للمخاليط وطبقات التلامس إحدى آليات التطوير التي تم استخدامها لتطوير خلايا شمسية بيروفسكايت مستقرة نسبيًا. [126]

تاريخ

كانت مواد البيروفسكايت معروفة جيدًا لسنوات عديدة، ولكن تم الإبلاغ عن أول دمج لها في خلية شمسية بواسطة Tsutomu Miyasaka وآخرون في عام 2009. [3] كان هذا يعتمد على بنية خلية شمسية حساسة للصبغة ، وولّد كفاءة تحويل طاقة (PCE) بنسبة 3.8٪ فقط مع طبقة رقيقة من البيروفسكايت على TiO 2 المسامي كمجمع للإلكترونات. علاوة على ذلك، نظرًا لاستخدام إلكتروليت تآكلي سائل، كانت الخلية مستقرة لبضع دقائق فقط. قام Nam-Gyu Park وآخرون بتحسين ذلك في عام 2011، باستخدام نفس مفهوم الحساسية للصبغة، محققين 6.5٪ من كفاءة تحويل الطاقة. [127]

حدث تقدم كبير في عام 2012، عندما أدرك مايك لي وهنري سنيث من جامعة أكسفورد أن البيروفسكايت مستقر إذا تم ملامسته لناقل ثقب في الحالة الصلبة مثل spiro-OMeTAD ولا يتطلب طبقة TiO 2 المسامية لنقل الإلكترونات. [128] [129] لقد أظهروا أنه يمكن تحقيق كفاءة تقترب من 10٪ باستخدام بنية TiO 2 "الحساسة" مع ناقل الثقب في الحالة الصلبة، ولكن تم تحقيق كفاءات أعلى، فوق 10٪، عن طريق استبداله بسقالة خاملة. [130] أسفرت المزيد من التجارب في استبدال TiO 2 المسامي بـ Al 2 O 3 عن زيادة جهد الدائرة المفتوحة وتحسن نسبي في الكفاءة بنسبة 3-5٪ أكثر من تلك التي تحتوي على سقالات TiO 2. [56] أدى هذا إلى فرضية مفادها أن السقالة ليست ضرورية لاستخراج الإلكترونات، والتي ثبتت صحتها لاحقًا. تبع هذا الإدراك عن كثب إثبات أن البيروفسكايت نفسه يمكنه أيضًا نقل الثقوب، وكذلك الإلكترونات. [131] تم تحقيق خلية شمسية من البيروفسكايت ذات غشاء رقيق، بدون سقالة مسامية متوسطة، بكفاءة > 10٪. [118] [132] [133]

في عام 2013، شهدت كل من البنيات المستوية والحساسة عددًا من التطورات. أظهر بورشكا وآخرون تقنية ترسيب للبنية الحساسة تتجاوز 15% من الكفاءة من خلال معالجة الحل من خطوتين، [134] وفي وقت مماثل، أظهر أولجا مالينكيفيتش وآخرون وليو وآخرون أنه من الممكن تصنيع خلايا شمسية مستوية عن طريق التبخر الحراري المشترك، وتحقيق أكثر من 12% و15% من الكفاءة في بنية الدبوس والنقر على التوالي. [135] [136] [137] أظهر دوكامبو وآخرون أيضًا أنه من الممكن تصنيع خلايا شمسية من البيروفسكايت في بنية "الخلية الشمسية العضوية" النموذجية، وهي تكوين "مقلوب" مع ناقل الفتحة أدناه ومجمع الإلكترونات فوق فيلم البيروفسكايت المستوي. [138]

تم الإبلاغ عن مجموعة من تقنيات الترسيب الجديدة وحتى الكفاءات الأعلى في عام 2014. ادعى يانج يانج في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس كفاءة المسح العكسي بنسبة 19.3٪ باستخدام بنية الأغشية الرقيقة المستوية. [139] في نوفمبر 2014، حقق جهاز من قبل باحثين من KRICT رقمًا قياسيًا مع شهادة كفاءة غير مستقرة بنسبة 20.1٪. [4]

استمرارًا لهذا الاتجاه، تم تسجيل رقم قياسي جديد لكفاءة خلية شمسية من البيروفسكايت أحادية الوصلة كل عام منذ عام 2015، مع أكثر حالات تحطيم الأرقام القياسية شيوعًا من KRICT و UNIST . [4] أحدث حاملي الأرقام القياسية هم باحثون من UNIST حققوا كفاءة بنسبة 25.7٪. [5] هناك أيضًا جهود تركز على تقليل تكلفة الطاقة، بما في ذلك اتحاد مشروع Apolo في مختبرات CEA والذي يهدف إلى خفض تكلفة الوحدة إلى أقل من 0.40 يورو / واط (ذروة واط). [ بحاجة لمصدر ]

منذ عام 2016 على الأقل، ظلت سجلات الخلايا الشمسية الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت والسيليكون أعلى باستمرار من سجلات الخلايا أحادية الوصلة. [4] [140] ومنذ عام 2018، حطم الباحثون من مركز هلمهولتز في برلين الأرقام القياسية بالتبادل . وفي عام 2021، حقق الأخير أفضل كفاءة حتى الآن: 29.8٪. [6]

استقرار

أحد التحديات الكبيرة التي تواجه الخلايا الشمسية البيروفسكايت (PSCs) هو جانب الاستقرار قصير المدى وطويل المدى. [141] يمكن أن تدوم الخلية الشمسية التقليدية المصنوعة من رقاقة السيليكون في محطة الطاقة لمدة 20-25 عامًا، مما يضع هذا الإطار الزمني كمعيار لاستقرار الخلايا الشمسية. تواجه الخلايا الشمسية البيروفسكايت صعوبة كبيرة في الاستمرار لفترة طويلة [196]. يرتبط عدم استقرار الخلايا الشمسية البيروفسكايت بشكل أساسي بالتأثير البيئي (الرطوبة والأكسجين)، [142] [143] والإجهاد الحراري والاستقرار الجوهري للبيروفسكايت القائم على ميثيل الأمونيوم ، [144] [145] [146] والبيروفسكايت القائم على الفورماميدينيوم ، [147] والتسخين تحت الجهد المطبق، [148] والتأثير الضوئي (الضوء فوق البنفسجي) [149] (الضوء المرئي) [145] والهشاشة الميكانيكية. [150] تم إجراء العديد من الدراسات حول استقرار الخلايا الشمسية البيروفسكايت وقد ثبت أن بعض العناصر مهمة لاستقرار الخلايا الشمسية البيروفسكايت. [151] [152] ومع ذلك، لا يوجد بروتوكول "تشغيلي" قياسي للاستقرار لـ PSCs. [149] ولكن تم اقتراح طريقة لقياس الاستقرار الكيميائي الجوهري لبيروفسكايت الهاليد الهجين مؤخرًا. [153]

تجعل قابلية ذوبان المكونات العضوية لمادة الماص في الماء الأجهزة عرضة للتدهور السريع في البيئات الرطبة. [154] يمكن تقليل التدهور الناتج عن الرطوبة عن طريق تحسين المواد المكونة وهندسة الخلية والواجهات وظروف البيئة أثناء خطوات التصنيع. [149] يمكن أن يمنع تغليف ممتص البيروفسكايت بمركب من أنابيب الكربون النانوية ومصفوفة بوليمر خاملة التدهور الفوري للمادة بواسطة الهواء الرطب في درجات حرارة مرتفعة. [154] [155] ومع ذلك، لم يتم إثبات أي دراسات طويلة الأمد وتقنيات تغليف شاملة للخلايا الشمسية البيروفسكايتية. الأجهزة ذات طبقة TiO 2 المسامية الحساسة بممتص البيروفسكايت، غير مستقرة أيضًا للأشعة فوق البنفسجية ، بسبب التفاعل بين الثقوب المولدة ضوئيًا داخل TiO 2 والجذور الأكسجينية على سطح TiO 2. [156 ]

يمكن أن تمنع الموصلية الحرارية المنخفضة للغاية المقاسة البالغة 0.5 واط/(كم) عند درجة حرارة الغرفة في CH 3 NH 3 PbI 3 الانتشار السريع للحرارة المترسبة بالضوء، وتحافظ على مقاومة الخلية للإجهادات الحرارية التي يمكن أن تقلل من عمرها الافتراضي. [157] وقد ثبت تجريبياً أن بقايا PbI 2 في فيلم البيروفسكايت لها تأثير سلبي على الاستقرار طويل الأمد للأجهزة. [54] يُزعم أن مشكلة الاستقرار قد تم حلها عن طريق استبدال طبقة النقل العضوية بطبقة أكسيد معدني، مما يسمح للخلية بالاحتفاظ بسعة 90٪ بعد 60 يومًا. [158] [159] بالإضافة إلى ذلك، يمكن حل مشكلتي عدم الاستقرار باستخدام طلاءات فوتوبوليمر مفلورة متعددة الوظائف تمنح ميزات مضيئة وسهلة التنظيف على الجانب الأمامي من الأجهزة، بينما تشكل في نفس الوقت حاجزًا قويًا كارهًا للماء تجاه الرطوبة البيئية على جانب التلامس الخلفي. [160] يمكن للطلاء الأمامي منع ضوء الأشعة فوق البنفسجية من الطيف الشمسي الساقط بالكامل من التفاعل سلبًا مع مجموعة الخلايا الشمسية الكهروضوئية عن طريق تحويله إلى ضوء مرئي، ويمكن للطبقة الخلفية منع الماء من النفاذ داخل مجموعة الخلايا الشمسية. أظهرت الأجهزة الناتجة استقرارًا ممتازًا من حيث كفاءة تحويل الطاقة أثناء اختبار الشيخوخة لمدة 180 يومًا في المختبر واختبار الحالة الخارجية الحقيقية لأكثر من 3 أشهر. [160]

في يوليو 2015، كانت العقبات الرئيسية هي أن أكبر خلية شمسية من البيروفسكايت كانت بحجم ظفر الإصبع فقط وأنها تتدهور بسرعة في البيئات الرطبة. [161] ومع ذلك، نشر باحثون من EPFL في يونيو 2017، عملاً يوضح بنجاح وحدات الطاقة الشمسية البيروفسكايتية واسعة النطاق دون ملاحظة أي تدهور على مدار عام واحد (ظروف ماس كهربائي). [162] الآن، بالتعاون مع منظمات أخرى، يهدف فريق البحث إلى تطوير خلية شمسية من البيروفسكايت قابلة للطباعة بالكامل بكفاءة 22٪ وأداء 90٪ بعد اختبارات الشيخوخة. [163]

في أوائل عام 2019، أظهر أطول اختبار استقرار تم الإبلاغ عنه حتى الآن خرج طاقة ثابتًا خلال 4000 ساعة على الأقل من التشغيل المستمر عند تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) تحت إضاءة شمس واحدة من جهاز محاكاة شمسي قائم على مصباح زينون بدون ترشيح ضوء الأشعة فوق البنفسجية. ومن اللافت للنظر أن حاصد الضوء المستخدم أثناء اختبار الاستقرار هو بيروفسكايت كلاسيكي قائم على ميثيل الأمونيوم (MA)، MAPbI 3 ، ولكن الأجهزة مبنية بدون طبقة انتقائية عضوية أو اتصال خلفي معدني. في ظل هذه الظروف، وجد أن الإجهاد الحراري فقط هو العامل الرئيسي الذي يساهم في فقدان الاستقرار التشغيلي في الأجهزة المغلفة. [164]

تتطلب الهشاشة الجوهرية لمادة البيروفسكايت تعزيزًا خارجيًا لحماية هذه الطبقة الحاسمة من الضغوط الميكانيكية. أدى إدخال السقالات المعززة ميكانيكيًا مباشرة في الطبقات النشطة من خلايا البيروفسكايت الشمسية إلى ظهور خلية شمسية مركبة تظهر زيادة في مقاومة الكسر بمقدار 30 ضعفًا، وإعادة وضع خصائص الكسر لخلايا البيروفسكايت الشمسية في نفس المجال مثل الخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون أحادي التكافؤ وCIGS وCdTe. [165] تم تطوير العديد من الأساليب لتحسين استقرار خلايا البيروفسكايت الشمسية. [ بحاجة لتوضيح ] على سبيل المثال، أفاد باحثون في عام 2021 أن استقرار وموثوقية خلايا البيروفسكايت الشمسية على المدى الطويل قد تحسنت بنوع جديد من "الغراء الجزيئي" . [166] [167]

اعتبارًا من عام 2021، تم تصميم اختبارات الاستقرار الحالية للألواح الشمسية وأنظمة الخلايا الشمسية فقط لتلك التي تحتوي على رقائق السيليكون. وعلى هذا النحو، تمت إعادة تقييم هذه الاختبارات، التي أنتجتها اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، لعدم ملاءمتها. في القمة الدولية لاستقرار الخلايا الكهروضوئية العضوية (ISOS)، تم إنشاء فحوصات الاستقرار للتطوير المختبري لجميع الخلايا الشمسية، ولكن لم يتم اعتمادها من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية. هذه الاختبارات ليست معايير نجاح / فشل، بل إنها تقيم الأسباب المختلفة لمشاكل استقرار الخلايا الشمسية لاستئصال المشاكل. يتم تجميعها في خمس فئات: اختبار التخزين المظلم، والاختبار في الهواء الطلق، واختبار النقع في الضوء ، واختبار الدورة الحرارية، واختبار الدورة الحرارية للضوء والرطوبة. في هذه الاختبارات، تم حساب الرسوم البيانية لبيانات PCE وJV لـ PSCs بين الظروف الفيزيائية المختلفة لتحديد الأسباب المختلفة لتدهور PSC. [168]

بشكل عام، ساعدت اختبارات ISOS هذه في تحديد أسباب تدهور PSC، والتي وجد أنها تشمل التعرض المطول للضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية، والتلوث البيئي، ودرجات الحرارة المرتفعة، والتحيزات الكهربائية. بعد 200 دورة درجة حرارة، لا تزال PSCs لعام 2020 تحتفظ بنسبة 90٪ من قوتها، مما يشير إلى أنها قادرة على الاستقرار على المدى القصير. الآن، ما زال يتعين البحث فيه هو الاستقرار على المدى الطويل، وما هي التطورات المادية التي يمكن تطبيقها لتعزيز دورات درجة الحرارة هذه (الأيام) الـ 200 إلى 20-25 عامًا. [168]

طرق تحسين الأداء والاستقرار

لا يؤدي إدخال طبقة الواجهة Al 2 O 3 / NiO إلى تحسين الجودة البلورية لأغشية البيروفسكايت ذات حجم الحبيبات الكبير وتعزيز نقل الشحنة فحسب، بل يحد أيضًا بشكل فعال من إعادة تركيب الناقل، ولكن لا تزال PSCs التي تستخدم هذه الواجهة تعاني من مشكلة عدم الاستقرار بسبب هجرة الأيونات وعدم استقرار بلورات البيروفسكايت. [169] [170] لحل المشكلة، يمكن استخدام مركبات البيروفسكايت / Ag-rGO في الطبقة النشطة لتعزيز استقرار PSCs وتحقيق أداء عالٍ في وقت واحد. [171] يمكن أن تعمل طبقة Ag-rGO كطبقة تخميد سطحية، مما يقلل من العيوب وحالات الفخ على سطح طبقة البيروفسكايت، مما يقلل من إعادة التركيب غير الإشعاعي ويحسن الأداء والاستقرار. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تعمل طبقة مركب البيروفسكايت / Ag-rGO كحاجز، مما يمنع الرطوبة من دخول طبقة البيروفسكايت ويحميها من التدهور بسبب التأثيرات البيئية. في قياسات حصاد الضوء، تظهر PSCs من البيروفسكايت/الجرافين الفضي قيمة كفاءة تحويل الفوتون-الإلكترون أحادية اللون الواردة (IPCE) أعلى من PSCs التقليدية في نطاق الضوء المرئي. [172] [173] كما يُظهر منحنى التيار والجهد لـ PSCs غياب تأثير الهستيريسيس الشائع في PSCs التقليدية. [173] كما تُظهر PSCs من البيروفسكايت/الجرافين الفضي شيخوخة أفضل من حيث الاستقرار الحراري عند 90 درجة مئوية واستقرارًا ضوئيًا أفضل تحت إضاءة الضوء المستمر. [173] ومع ذلك، ينخفض ​​جهد الدائرة المفتوحة Voc وعامل التعبئة (FF) كحل وسط. لمعالجة الخسارة في Voc و FF، يتم اختيار طبقة مركبة من SrTiO3 / TiO2 للتغلب على مشكلة Voc المنخفضة هذه. [174] من خلال اختيار SrTiO3 / TiO2 كمواد حصاد خفيفة، من المتوقع تحقيق استقرار عالي بالإضافة إلى Voc عالية . [ 175]

إعادة التدوير

هناك مشكلة أساسية أخرى في تطوير وإنتاج واستخدام الخلايا الشمسية البيروفسكايتية وهي إمكانية إعادة تدويرها. إن إعادة تدوير البيروفسكايت ضرورة مطلقة بسبب وجود الرصاص في البيروفسكايت. إن استخدام هذا العنصر يعني أن التخلص ببساطة من الخلايا الشمسية البيروفسكايتية في مكبات النفايات من شأنه أن يشكل خطرًا صحيًا كبيرًا بسبب جريان الرصاص وسميته لكل من المسطحات المائية والصحة البشرية [195]. إن التصميمات والعمليات أو البروتوكولات لإعادة التدوير الفعّالة من شأنها أن تقلل من التأثيرات البيئية السلبية واستغلال المواد الحرجة والتأثيرات الصحية ومتطلبات الطاقة بما يتجاوز ما يمكن تحقيقه من خلال زيادة عمر الجهاز. [176] [177] [178] وفي مراجعة، خلص العلماء إلى أن "تقنيات إعادة تدوير واستعادة الخلايا الشمسية البيروفسكايتية يجب البحث عنها وتطويرها بشكل استباقي". [176] تعتمد بعض جوانب إمكانية إعادة التدوير ومعدلات إعادة التدوير على تصميم المنتجات المنتشرة. قد لا يتم تسهيل البحث العلمي والتطوير لتصميم قابلية إعادة التدوير - بدلاً من ذلك، ينظر معظم العلماء بشكل أساسي إلى "الأداء" - "كفاءة تحويل الطاقة والاستقرار" وغالبًا ما "يتجاهلون التصميم لإعادة التدوير". [179]

في عام 2021، تقترب العديد من الخلايا الشمسية التي تم تنفيذها في عام 2000 من مرحلة نهاية عمرها. وعلى هذا النحو، فإن البحث في إعادة تدوير البيروفسكايت أمر بالغ الأهمية. أحد المكونات الصعبة لإعادة تدوير البيروفسكايت هو الرصاص. حاليًا، يؤدي إنتاج 1 جيجاوات من الطاقة باستخدام خلية البيروفسكايت الشمسية الأكثر كفاءة إلى 3.5 طن من نفايات الرصاص. الاستراتيجية الرئيسية المستخدمة الآن للتخفيف من تلوث الرصاص هي تشغيل الخلية الشمسية. يتم استخدام حمض P,P'-di(2-ethylhexyl)methanediphosphonic الممتص للرصاص وراتنج تبادل الكاتيون بحمض السلفونيك لمنع تسرب الرصاص من أي ضرر قد تتعرض له الألواح الشمسية أثناء الاستخدام 195. [ بحاجة لمصدر ]

لا تزال الأبحاث جارية لاكتشاف وسائل للحد من تأثير الرصاص بما يتجاوز مجرد منع تسرب الرصاص. وقد وجد أن راتنج تبادل الكاتيون بحمض الكربوكسيل يمتص أيونات الرصاص عن طريق التبادل الأيوني مع الهيدروجين، ويمكن إطلاق هذه الأيونات بسهولة عن طريق إعادة التبلور من إضافة يوديد الصوديوم إلى المحلول المائي. وقد وجد أن هذه العملية منخفضة التكلفة مقارنة بتقنيات إعادة تدوير الرصاص الأخرى الموجودة، ويمكن نظريًا تنفيذها تجاريًا. [180]

في الآونة الأخيرة، بما أن كفاءة أفضل خلية شمسية من البيروفسكايت وصلت إلى 25.5٪، وهي قابلة للمقارنة بأفضل خلايا الطاقة الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة، فمن المتفائل أن تكون خلايا الطاقة الشمسية من البيروفسكايت تجارية في المستقبل. [181] لذلك، فإن إعادة تدوير الرصاص والموصلات الشفافة ضرورية لتطوير خلايا الطاقة الشمسية من البيروفسكايت لأن الأول يقلل من التأثير البيئي الضار والأخير يقلل التكاليف. يتم استخدام المذيب العضوي مثل ثنائي ميثيل فورماميد (DMF) في البحث لإذابة الرصاص وفصل ITO / الزجاج، ثم يتم استخدام راتنج تبادل الكاتيون الحمضي الكربوكسيلي، في هذا البحث يتم استخدام WAC-gel بسبب الأداء الأفضل، ويتم استخدامه لامتصاص أيونات الرصاص في DMF وإطلاقها في شكل Pb (NO 3 ) 2. عن طريق إضافة NaI إلى المحلول، يمكن أن يترسب PbI 2 ويعاد تدويره. تم تحليل خصائص المواد المعاد تدويرها بحيث وجد أن كل من PbI 2 وITO/الزجاج لهما نفس أداء المواد الجديدة، كما وصلت كفاءة إعادة التدوير إلى 99.2%. [180] وعلاوة على ذلك، يظهر تحليل التكلفة أن الوحدات الشمسية القائمة على إعادة التدوير تكلف حوالي 12 دولارًا للمتر المربع، في حين أن تلك القائمة على مواد جديدة تكلف حوالي 24.8 دولارًا للمتر المربع. [182] ومن منظور بيئي واقتصادي، من المفيد إعادة تدوير خلايا الطاقة الشمسية البيروفسكايت.

سلوك التيار والجهد الهستيري

التحدي الرئيسي الآخر للخلايا الشمسية البيروفسكايتية هو ملاحظة أن عمليات مسح التيار والجهد تعطي قيم كفاءة غامضة. [183] ​​[184] عادة ما يتم تحديد كفاءة تحويل الطاقة للخلية الشمسية من خلال تحديد سلوك التيار والجهد (IV) الخاص بها تحت إضاءة شمسية محاكاة. ومع ذلك، على النقيض من الخلايا الشمسية الأخرى، فقد لوحظ أن منحنيات IV للخلايا الشمسية البيروفسكايتية تُظهر سلوكًا هستيريًا : اعتمادًا على ظروف المسح - مثل اتجاه المسح وسرعة المسح وتشبع الضوء والتحيز - يوجد تناقض بين المسح من التحيز الأمامي إلى ماس كهربائي (FB-SC) والمسح من ماس كهربائي إلى تحيز أمامي (SC-FB). [183] ​​تم اقتراح أسباب مختلفة مثل حركة الأيونات والاستقطاب والتأثيرات الكهروضوئية وملء حالات الفخ ، [184] ومع ذلك، فإن الأصل الدقيق للسلوك الهستيري لم يتم تحديده بعد. لكن يبدو أن تحديد كفاءة الخلية الشمسية من منحنيات IV يخاطر بإنتاج قيم مبالغ فيها إذا تجاوزت معلمات المسح النطاق الزمني الذي يتطلبه نظام البيروفسكايت للوصول إلى حالة مستقرة إلكترونية . تم اقتراح حلين محتملين: أظهر Unger et al. أن عمليات مسح الجهد البطيئة للغاية تسمح للنظام بالاستقرار في ظروف الحالة المستقرة عند كل نقطة قياس مما يزيل أي تناقض بين FB-SC ومسح SC-FB. [184] يمكن محاكاة ظروف الحالة المستقرة مع عمليات مسح الجهد البطيئة للغاية بواسطة حلول انتشار الانجراف SolarDesign [185] و IonMonger. [186]

اقترح هنري سنيث وآخرون "إخراج الطاقة المستقر" كمقياس لكفاءة الخلية الشمسية. يتم تحديد هذه القيمة من خلال تثبيت الجهاز المختبر عند جهد ثابت حول نقطة القدرة القصوى (حيث يصل حاصل الجهد والتيار الضوئي إلى أقصى قيمته) وتتبع إخراج الطاقة حتى يصل إلى قيمة ثابتة. وقد ثبت أن كلتا الطريقتين تعطي قيم كفاءة أقل عند مقارنتها بالكفاءات التي تم تحديدها بواسطة عمليات المسح السريع IV. [183] ​​[184] ومع ذلك، فقد تم نشر دراسات أولية تُظهر أن التخميد السطحي لممتص البيروفسكايت هو وسيلة يمكن من خلالها تثبيت قيم الكفاءة بالقرب من كفاءات المسح السريع. [187] [188] لم يتم ملاحظة أي تباطؤ واضح للتيار الضوئي عن طريق تغيير معدلات المسح أو الاتجاه في الأجهزة أو معدلات المسح. يشير هذا إلى أن أصل التباطؤ في التيار الضوئي يرجع على الأرجح إلى تكوين الفخ في بعض الأفلام غير المحسنة وعمليات تصنيع الأجهزة. الطريقة النهائية لفحص كفاءة جهاز الخلية الشمسية هي قياس خرج الطاقة عند نقطة التحميل. إذا كانت هناك كثافة كبيرة من الفخاخ في الأجهزة أو تباطؤ التيار الضوئي لأسباب أخرى، فإن التيار الضوئي سيرتفع ببطء عند تشغيل الإضاءة [122] وهذا يشير إلى أن الواجهات قد تلعب دورًا حاسمًا فيما يتعلق بسلوك IV الهستيري نظرًا لأن الاختلاف الرئيسي بين الهندسة المعمارية المقلوبة والهندسة المعمارية العادية هو استخدام جهة اتصال عضوية من النوع n بدلاً من أكسيد معدني.

كما أثر الغموض في تحديد كفاءة الخلايا الشمسية من خصائص التيار والجهد بسبب الهستيريسيس الملحوظ على عملية التصديق التي تقوم بها المختبرات المعتمدة مثل NREL . تم تصنيف الكفاءة القياسية البالغة 20.1٪ لخلايا البيروفسكايت الشمسية التي تم قبولها كقيمة معتمدة من قبل NREL في نوفمبر 2014 على أنها "غير مستقرة". [4] لكي تتمكن من مقارنة النتائج من مؤسسات مختلفة، من الضروري الاتفاق على بروتوكول قياس موثوق، كما اقترح Zimmermann et al. [189] مع كود Matlab المقابل على GitHub. [190]

اعتبارًا من عام 2021، وجد أن كفاءة تحويل الطاقة القصوى المسجلة بلغت 25.6٪. تم ذلك باستخدام بيروفسكايت هاليد معدني من يوديد الرصاص فورماميدينيوم. تم ضخ الأنيونات في بيروفسكايت عالي الكفاءة موجود، وعملت على ملء الفجوات الناتجة عن الثقوب المحاصرة في الخلية الكهروضوئية. علاوة على ذلك، وجد أن هذه الخلية مستقرة لمدة تصل إلى 450 ساعة، وهو ما يعتبر استقرارًا طويل الأمد. أخيرًا، خدم هذا الجهاز لإثبات أن الأنيونات بخلاف أيونات اليود والبروم قادرة على القصف في الفجوات في الخلايا الكهروضوئية، مما كسر اتجاهًا كان يعيق البحث السابق بوضوح [198]. [ بحاجة لمصدر ]

البيروفسكايت للتطبيقات الترادفية

يمكن لخلية البيروفسكايت المدمجة مع خلية سفلية مثل السيليكون أو سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم (CIGS) كتصميم مترادف أن تعمل على قمع الاختناقات الخلوية الفردية والاستفادة من خصائصها التكميلية لتعزيز الكفاءة. [191] تتمتع هذه الأنواع من الخلايا بإمكانات كفاءة أعلى، وبالتالي جذبت انتباه الباحثين الأكاديميين. [192] [193] [194]

4 محطات مترادفة

باستخدام تكوين رباعي الأطراف حيث تكون الخليتان الفرعيتان معزولتين كهربائيًا، حصل Bailie et al. [195] على خلية مترادفة فعّالة بنسبة 17% إلى 18.6% مع خلايا سفلية من mc-Si (η ~ 11%) وخلايا سفلية من نحاس إنديوم غاليوم سيلينيد (CIGS، η ~ 17%) على التوالي. كما تم الحصول على خلية مترادفة فعّالة بنسبة 13.4% مع خلية سفلية عالية الكفاءة من a-Si:H/c-Si غير متجانسة باستخدام نفس التكوين. [196] سمح تطبيق الأقطاب الشفافة القائمة على TCO على خلايا البيروفسكايت بتصنيع أجهزة شفافة قريبة من الأشعة تحت الحمراء بكفاءة محسنة وخسائر امتصاص طفيلية أقل. [197] [198] [199] [200] [201] سمح تطبيق هذه الخلايا في الترادفات ذات الأربعة أطراف بتحسين الكفاءة حتى 26.7٪ عند استخدام خلية سفلية من السيليكون [200] [202] وحتى 23.9٪ مع خلية سفلية من CIGS. [203] في عام 2020، أبلغت فرق جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية - جامعة تورنتو عن خلايا شمسية مترادفة من البيروفسكايت / السيليكون ذات الأربعة أطراف بكفاءة 28.2٪. [204] لتحقيق هذه النتائج، استخدم الفريق أقطابًا شفافة من In2O3 مشبعة بالزركونيوم على خلايا علوية شبه شفافة من البيروفسكايت، والتي قدمها سابقًا أيدين وآخرون ، [201] مما أدى إلى تحسين استجابة الأشعة تحت الحمراء القريبة للخلايا السفلية من السيليكون باستخدام أقطاب In2O3 الشفافة ذات النطاق العريض والمشبعة بالهيدروجين . كما عمل الفريق على تحسين طول انتشار الإلكترون (حتى 2.3 ميكرومتر) بفضل التخميد القاعدي لقاعدة لويس عبر اليوريا. ويبلغ معدل الكفاءة القياسي للترادفات بين البيروفسكايت والسيليكون حاليًا 28.2%.

2-مطرافات مترادفة

بدأ مايلوا وآخرون سباق الكفاءة للخلايا الترادفية أحادية الطرف ذات الوصلتين باستخدام خلية سفلية متجانسة من السيليكون-السيليكون، مما يدل على كفاءة الخلية بنسبة 13.7٪، محدودة إلى حد كبير بخسائر الامتصاص الطفيلية. [205] بعد ذلك، طور ألبريشت وآخرون خلايا بيروفسكايت معالجة بدرجة حرارة منخفضة باستخدام طبقة نقل إلكترون SnO 2. سمح هذا باستخدام خلايا شمسية غير متجانسة من السيليكون كخلايا سفلية، مع كفاءة خلية مترادفة تصل إلى 18.1٪. [206] ثم قام فيرنر وآخرون بتحسين هذا الأداء عن طريق استبدال طبقة SnO 2 بـ PCBM وإدخال طريقة ترسيب هجينة متسلسلة لامتصاص البيروفسكايت، مما أدى إلى خلية مترادفة بكفاءة 21.2٪. [207] كانت خسائر الامتصاص الطفيلية المهمة بسبب استخدام Spiro-OMeTAD لا تزال تحد من الأداء العام. أظهر بوش وآخرون تغييرًا مهمًا، حيث عكسوا قطبية الخلية العلوية (من الالتصاق إلى الدبوس). لقد استخدموا طبقة ثنائية من SnO 2 وأكسيد الزنك والقصدير (ZTO) تمت معالجتها بواسطة ALD للعمل كطبقة عازلة للرش، والتي ترسب عليها قمة شفافة من قطب أكسيد الإنديوم والقصدير (ITO). ساعد هذا التغيير في تحسين الاستقرار البيئي والحراري لخلية البيروفسكايت [208] وكان حاسمًا لتحسين أداء الترادف البيروفسكايت/السيليكون إلى 23.6٪. [209]

في غضون ذلك، باستخدام خلية علوية من البيروفسكايت الدبوسي، أظهر سهلي وآخرون في يونيو 2018 خلية مترادفة أحادية النسيج بالكامل بكفاءة 25.2٪، معتمدة بشكل مستقل من قبل مختبر فراونهوفر ISE CalLab. [210] يمكن أن تُعزى هذه الكفاءة المحسنة إلى حد كبير إلى خسائر الانعكاس المنخفضة بشكل كبير (أقل من 2٪ في نطاق 360 نانومتر - 1000 نانومتر، باستثناء التذهيب) وانخفاض خسائر الامتصاص الطفيلية، مما يؤدي إلى تيارات ماس ​​كهربائي معتمدة تبلغ 19.5 مللي أمبير / سم 2. أيضًا في يونيو 2018، قدمت شركة Oxford Photovoltaics خلية بكفاءة 27.3٪. [211] في مارس 2020، أفادت فرق جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية - جامعة تورنتو في مجلة العلوم بشأن الأجهزة الترادفية مع أغشية البيروفسكايت المصبوبة بالدوران على خلايا سفلية محكمة النسيج بالكامل بكفاءة 25.7٪. [212] أظهرت فرق البحث جهودًا للاستفادة من المزيد من التقنيات القابلة للتطوير القائمة على الحلول على الخلايا ذات القاع المحكم. وفقًا لذلك، تم الإبلاغ عن الترادفات القائمة على البيروفسكايت المطلية بالشفرة من قبل فريق تعاوني من جامعة نورث كارولينا وجامعة ولاية أريزونا . [ بحاجة لمصدر ] بعد ذلك، في أغسطس 2020، أظهر فريق جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية أول ترادفات قائمة على البيروفسكايت المطلية بقالب فتحة، والتي كانت خطوة مهمة للمعالجة السريعة للترادفات. [213] في سبتمبر 2020، أظهر أيدين وآخرون أعلى تيارات ماس ​​كهربائي معتمدة تبلغ 19.8 مللي أمبير / سم 2 على خلايا قاع السيليكون المحكم بالكامل. [214] أيضًا، أظهر أيدين وآخرون أول نتائج أداء خارجية للخلايا الشمسية الترادفية البيروفسكايت / السيليكون، والتي كانت عقبة مهمة لاختبارات موثوقية مثل هذه الأجهزة. [214] في ديسمبر 2021، قام فريق جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية بتحديث PCE المعتمد للبطل إلى 28.2٪. [215] يبلغ معدل الكفاءة القياسي للترادفات البيروفسكايت/السيليكون حاليًا 29.8% اعتبارًا من ديسمبر 2021. [4] [216]

نمذجة المحاكاة

للتحقيق في مرشحي البيروفسكايت الترادفيين المحتملين بطريقة فعالة واقتصادية، تم تنفيذ برنامج محاكاة. نشر شانكار وآخرون [217] ورقة بحثية في عام 2022 توضح بالتفصيل استخدامهم لبرنامج Solar Cell Capacitance Simulator - One Dimensional. يسمح هذا البرنامج للمستخدم بتغيير معلمات الجهاز وخصائصه لتحسين الأداء. أظهرت نتائج بحث المحاكاة هذا كفاءات تصل إلى 30٪ لفجوة نطاق 1.4 إلكترون فولت، والتي نتجت عن زيادة الكفاءة الكمية الخارجية إلى 95٪ عن طريق تشويب طبقة النقل. [218] قام شانكار وآخرون بمحاكاة كفاءة بنسبة 32.3٪ عن طريق تغيير مادة وسمك طبقات نقل الإلكترون ونقل الثقب. تمثل هذه الكفاءة المحاكاة زيادة بنسبة 37٪ في العمل المحاكى حتى الآن وتم الحصول عليها عند تحسين العمل الذي قام به تشاو وآخرون في الخلايا الشمسية الترادفية ثنائية الطرف المكونة من البيروفسكايت بالكامل.

الارتقاء

في مايو 2016، أعلنت شركة IMEC وشريكتها Solliance عن هيكل مترادف بخلية بيروفسكايت شبه شفافة مكدسة فوق خلية سيليكون متصلة من الخلف. [219] تم الإبلاغ عن كفاءة تحويل طاقة مجمعة تبلغ 20.2%، مع إمكانية تجاوز 30%.

الترادفات المصنوعة بالكامل من البيروفسكايت

في عام 2016، مكّن تطوير مواد البيروفسكايت منخفضة الفجوة النطاقية (1.2 - 1.3 إلكترون فولت) وتصنيع أجهزة فعالة تعتمد على هذه المواد من ظهور مفهوم جديد: الخلايا الشمسية الترادفية المصنوعة بالكامل من البيروفسكايت، حيث يتم تكديس مركبين من البيروفسكايت بفجوات نطاقية مختلفة فوق بعضهما البعض. حققت أول جهازين وأربعة أطراف مع هذه البنية المذكورة في الأدبيات كفاءة 17٪ و 20.3٪ على التوالي. [220] بالإضافة إلى ذلك، فإن تحويل البيروفسكايت من بروميد يوديد الرصاص السيزيوم فورماميدينيوم إلى خلايا ترادفية بأربعة أطراف يمكن أن يحقق كفاءة تتراوح من 19.8٪ إلى 25.2٪، اعتمادًا على معلمات القياسات. [221] توفر الخلايا الترادفية المصنوعة بالكامل من البيروفسكايت احتمالية أن تكون أول بنية قابلة للمعالجة الكاملة للحلول والتي لديها طريق واضح لتجاوز ليس فقط كفاءات السيليكون، ولكن أيضًا GaAs والخلايا الشمسية شبه الموصلة III-V باهظة الثمن الأخرى.

في عام 2017، قام ديوي تشاو وآخرون بتصنيع خلايا شمسية من البيروفسكايت الممزوجة بالقصدير والرصاص ذات فجوة نطاق منخفضة (~1.25 إلكترون فولت) بسمك 620 نانومتر، مما يتيح حبيبات أكبر وبلورية أعلى لتمديد عمر الناقل إلى أكثر من 250 نانوثانية، مما يصل إلى كفاءة تحويل طاقة قصوى (PCE) تبلغ 17.6٪. علاوة على ذلك، وصلت هذه الخلايا الشمسية ذات فجوة النطاق المنخفضة إلى كفاءة كمية خارجية (EQE) تزيد عن 70٪ في نطاق الطول الموجي 700-900 نانومتر، وهي المنطقة الطيفية الأساسية للأشعة تحت الحمراء حيث ينتقل ضوء الشمس إلى الخلية السفلية. كما قاموا بدمج الخلية السفلية مع خلية علوية من البيروفسكايت ذات فجوة نطاقية تبلغ حوالي 1.58 إلكترون فولت لإنشاء خلية شمسية مترادفة من البيروفسكايت بالكامل بأربعة أطراف، وحصلوا على معامل كفاءة ثابت بنسبة 21.0%، مما يشير إلى إمكانية تصنيع خلايا شمسية مترادفة عالية الكفاءة من البيروفسكايت بالكامل. [222]

أظهرت دراسة أجريت عام 2020 أن الترادفات المصنوعة بالكامل من البيروفسكايت لها بصمة كربونية أقل بكثير من الترادفات المصنوعة من السيليكون والبيروفسكايت. [223]

بالإضافة إلى ذلك، في عام 2020، وصلت كفاءة الترادف الكامل للبيروفسكايت إلى ذروة جديدة بلغت 24.2٪ للخلايا الشمسية 1 سم 2. تم قياس هذه القيمة وتسجيلها بواسطة مختبرات تكنولوجيا السلامة الكهربائية والبيئة في اليابان، وتم الوصول إليها عن طريق تثبيط العيوب عند حدود حبيبات البيروفسكايت الرصاصي والقصدير التقليدي باستخدام جزيئات الزويتيريونية . تعمل هذه الجزيئات على تثبيط أكسدة أيونات القصدير، وهي عملية تقلل من كفاءة الخلية الشمسية عن طريق زيادة كثافة الفخ ومنع الانتشار. يعمل إدخال مضادات الأكسدة الزويتيريونية على تعزيز كفاءة هذه الأجهزة بشكل كبير مع السماح فقط بتدهور إضافي بنسبة 2٪. تتطلب إضافة المواد الزويتيريونية أيضًا استخدام بيئة غنية بحمض الفورماميدين السلفينيك، مما يحفز التفاعلات اللازمة للسماح بنقل الشحنة بين الخلايا الشمسية.

في نوفمبر 2022، وصلت كفاءة الترادف المصنوعة من البيروفسكايت بالكامل إلى رقم قياسي جديد بلغ 27.4%. [224] وهذا يحطم الرقم القياسي لعام 2020 للخلايا الشمسية 1 سم 2 ، وقد حققه فريق مشترك من جامعة نورث وسترن وجامعة تورنتو وجامعة توليدو. كما حطمت هذه الخلية الرقم القياسي السابق لـ Voc للخلايا الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت بالكامل. [ بحاجة لمصدر ] وقد تم اعتماد نفس الخلية من قبل NREL بنسبة PCE تبلغ 26.3% و Voc تبلغ 2.13 فولت. وهذا يمثل "أول خلية ترادف معتمدة من البيروفسكايت بالكامل تتجاوز الرقم القياسي لـ PCE (25.7%) للخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت ذات الوصلة الواحدة". (أسماء المؤلفين وآخرون) وجدوا مجالات للتحسين في قيم Jsc التي تضع كفاءة بنسبة 30% في المستقبل القريب. [ بحاجة لمصدر ]

التسويق

افتتحت شركة Saule Technologies مصنعًا لإنتاج خلايا البيروفسكايت الشمسية في مايو 2021 في فروتسواف . [225] اعتبارًا من عام 2021، كان هناك القليل من التصنيع في بولندا والصين، [226] ولكن تم إعاقة النشر على نطاق واسع بسبب عدم الاستقرار وقصر العمر الافتراضي. [227] افتتحت Oxford PV مصنعًا في براندنبورغ بألمانيا في عام 2022. [228]

ومع ذلك، تأمل الشركات في طرح منتجات مترادفة من البيروفسكايت والسيليكون في السوق بضمان لمدة 25 عامًا في منتصف عشرينيات القرن الحادي والعشرين. [229] وقد تساعد في تلبية الأهداف العالية للطاقة الشمسية الجديدة في الهند . [230] يُعد بناء الخلايا الكهروضوئية المتكاملة مجالًا محتملًا للتسويق، وبينما لا تزال هناك مخاوف تتعلق بالاستقرار، [227] في عام 2021 أصبح أحد المباني في لوبلين أول مبنى مغطى بألواح شمسية من البيروفسكايت، مما يمثل أول استخدام تجاري للبيروفسكايت. [231]

يعد مكتب تقنيات الطاقة الشمسية التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (SETO) منظمة حكومية تستثمر في البحث والتطوير لتقنيات الطاقة الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت. وقد حددوا العديد من المجالات الرئيسية للتحسين إذا كان من المقرر أن تلعب الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت دورًا في مستقبل تقنيات الطاقة الكهروضوئية.

المجالات الأربعة المستهدفة للتحسين هي الاستقرار والمتانة، وكفاءة تحويل الطاقة على نطاق واسع، وقابلية التصنيع، والتحقق من صحة التكنولوجيا وقابلية التمويل. [232] تمت معالجة النقطتين الأولى والثالثة أعلاه في أقسام المعالجة وقابلية التوسع.

تظل كفاءة تحويل الطاقة على نطاق واسع مشكلة لأن كفاءات المختبرات للأجهزة ذات المساحة الصغيرة لم يتم إثباتها في الأجهزة ذات النطاق الأكبر. قد تجد الأجهزة الحالية ذات النطاق الصغير استخدامًا في تقنيات الاستجابة للكوارث والتنقل نظرًا لوزنها الخفيف ومرونتها ونسب الطاقة إلى الوزن ، ولكن سيكون من الضروري إجراء اختبارات واسعة النطاق قبل أن تتبنى صناعة الطاقة هذه التكنولوجيا على مستوى الشبكة.

وتشير منطقة التحقق من صحة التكنولوجيا وقابليتها للتمويل إلى استعداد المؤسسات المالية للتعاون مع هذه التقنيات. وسيتطلب هذا توحيد بروتوكولات الاختبار وزيادة البيانات الميدانية المتاحة. إن تدهور الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت يجعل طرق اختبار الطاقة الكهروضوئية الحالية غير واقعية في التنبؤ بالأداء في التطبيقات في العالم الحقيقي. ولمعالجة هذه المخاوف في تبني تقنية البيروفسكايت، مولت SETO مركز التحقق وقابلية التمويل لمسرع البيروفسكايت الكهروضوئي لتسويق التقنيات (PACT). وسيضع PACT اختبارات ميدانية ومعملية موحدة ويجري دراسات قابلية التمويل لضمان جاهزية تقنية البيروفسكايت للتسويق. كما نشرت SETO أهداف الأداء لتوجيه البحث والتحقق من أن المشاريع ذات صلة بتطوير التسويق.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ ab Manser, Joseph S.; Christians, Jeffrey A.; Kamat, Prashant V. (2016). "Intriguing Optoelectronic Properties of Metal Halide Perovskites". مراجعات كيميائية . 116 (21): 12956–13008. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00136 . PMID  27327168.
  2. ^ هامرز، لوريل (26 يوليو 2017). "البيروفسكايت يعزز صناعة الطاقة الشمسية". أخبار العلوم .
  3. ^ أب كوجيما، أكيهيرو؛ تيشيما، كينجيرو؛ شيراي، ياسو؛ مياساكا ، تسوتومو (6 مايو 2009). “بيروفسكايت الهاليد العضوي كمحسسات للضوء المرئي للخلايا الكهروضوئية”. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 131 (17): 6050-6051. دوى :10.1021/ja809598r. بميد  19366264.
  4. ^ abcdefg "أفضل كفاءة لخلايا البحث" (PDF) . المختبر الوطني للطاقة المتجددة . 2022-06-30. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-08-03 . تم الاسترجاع 2022-07-12 .
  5. ^ أب مين ، هانول. لي، دو يون؛ كيم جونو. كيم جويسو. لي، كيونغ سو؛ كيم، جونغبيوم؛ بايك، مين جاي؛ كيم، يونغ كي؛ كيم، كوانغ س.؛ كيم، مين جيو؛ شين، تاي جو؛ إل سيوك ، سانغ (21 أكتوبر 2021). “خلايا البيروفسكايت الشمسية ذات الطبقات البينية المتماسكة ذريًا على أقطاب SnO2”. طبيعة . 598 (7881): 444-450. بيب كود :2021Natur.598..444M. دوى :10.1038/s41586-021-03964-8. بميد  34671136. S2CID  239052065.
  6. ^ ab Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. “الرقم القياسي العالمي مرة أخرى في HZB: ما يقرب من 30٪ من كفاءة الخلايا الشمسية الترادفية من الجيل التالي”. موقع HZB .
  7. ^ صن، كاي؛ وانغ، يانيان؛ شو، هاويوان؛ تشانغ، جينغ؛ تشو، يوجين؛ هو، زيانج (2019). "الاستقرار قصير المدى لخلايا الطاقة الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت المتأثرة بتعديل الواجهة في الموقع". مجلة الطاقة الشمسية RRL . 3 (9): 1900089. doi :10.1002/solr.201900089. S2CID  202229877.
  8. ^ ستيفانو رازا؛ سيرجيو كاسترو هيرموسا؛ ألدو دي كارلو؛ توماس م. براون (2016). "تحديث البحث: تقنيات الترسيب والطلاء والطباعة والمعالجة على مساحات كبيرة لرفع مستوى تكنولوجيا الخلايا الشمسية البيروفسكايت". مواد APL . 4 (91508): 091508. رمز Bibcode : 2016APLM....4i1508R. doi : 10.1063/1.4962478 .
  9. ^ وان جيان يين؛ تينجتينج شي؛ يانفا يان (15 مايو 2014). "خصائص فريدة من نوعها للبيروفسكايت الهاليدي كمصدر محتمل للأداء الفائق للخلايا الشمسية". المواد المتقدمة . 26 (27): 4653-4658. رمز Bibcode :2014AdM....26.4653Y. doi :10.1002/adma.201306281. PMID  24827122. S2CID  27113056.
  10. ^ ساي نيثين ر. كانتاريدي؛ إيان ماثيوز؛ شيجينغ صن؛ ماريا لايروفا؛ جاناك ثابا؛ خوان بابلو كوريا باينا؛ راهول بهاتاشاريا تونيو بوناسيسي؛ سانجاي إي سارما؛ إيان ماريوس بيترز (2019). “RFID الذي يعمل بالطاقة الكهروضوئية من البيروفسكايت: تمكين أجهزة استشعار إنترنت الأشياء ذاتية الطاقة منخفضة التكلفة”. مجلة IEEE لأجهزة الاستشعار . 20 (1): 471-478. أرخايف : 1909.09197 . بيب كود :2020ISenJ..20..471K. دوى :10.1109/JSEN.2019.2939293. S2CID  202712514.
  11. ^ O'Connor, David; Hou, Deyi (نوفمبر 2021). "إدارة المخاطر البيئية للبيروفسكايت". One Earth . 4 (11): 1534–1537. Bibcode :2021OEart...4.1534O. doi : 10.1016/j.oneear.2021.11.002 . S2CID  244430089.
  12. ^ تشن، شيانغ؛ تشو، هاي؛ وانغ، هاو (2021). "بيروفسكايت هاليد ثنائي الأبعاد/ثلاثي الأبعاد للأجهزة البصرية الإلكترونية". Frontiers in Chemistry . 9 : 715157. Bibcode :2021FrCh....9..679C. doi : 10.3389/fchem.2021.715157 . ISSN  2296-2646. PMC 8416683. PMID 34490208  . 
  13. ^ Eames, Christopher; Frost, Jarvist M.; Barnes, Piers RF; o'Regan, Brian C.; Walsh, Aron; Islam, M. Saiful (2015). "النقل الأيوني في الخلايا الشمسية الهجينة من يوديد الرصاص البيروفسكايت". Nature Communications . 6 : 7497. Bibcode :2015NatCo ... 6.7497E. doi :10.1038/ncomms8497. PMC 4491179. PMID  26105623. 
  14. ^ بارك، ن.-ج. (2015). "خلايا البيروفسكايت الشمسية: تكنولوجيا الطاقة الضوئية الناشئة". مواد اليوم . 18 (2): 65-72. doi : 10.1016/j.mattod.2014.07.007 .
  15. ^ ab Eperon, Giles E.; Stranks, Samuel D.; Menelaou, Christopher; Johnston, Michael B.; Herz, Laura M.; Snaith, Henry J. (2014). "ثلاثي هاليد الرصاص الفورماميدينيوم: بيروفسكايت قابل للضبط على نطاق واسع لخلايا شمسية غير متجانسة مستوية فعالة". الطاقة والعلوم البيئية . 7 (3): 982. doi :10.1039/C3EE43822H.
  16. ^ Chung, I.; Lee, B.; He, J.; Chang, RPH; Kanatzidis, MG (2012). "All-Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells with High Efficiency". Nature . 485 (7399): 486–489. Bibcode :2012Natur.485..486C. doi :10.1038/nature11067. PMID  22622574. S2CID  4420558.
  17. ^ نويل ، ناكيتا ك. سترانكس، صموئيل د.؛ أباتي، أنطونيو؛ ويهرينفينيج، كريستيان؛ جوارنيرا، سيمون. حقيراد، أمير عباس؛ سادانالا، أديتيا؛ إيبيرون، جايلز E.؛ باثاك، سانديب ك.؛ جونستون، مايكل ب. بتروزا، أناماريا؛ هيرز، لورا م. سنيث، هنري ج. (1 مايو 2014). "بيروفسكايت هاليد القصدير العضوي وغير العضوي الخالي من الرصاص للتطبيقات الكهروضوئية". علوم الطاقة والبيئة . 7 (9): 3061. دوى :10.1039/C4EE01076K. S2CID  4483675.
  18. ^ ويلكوكس، كيفن (13 مايو 2014). "باحثون في مجال الطاقة الشمسية يجدون أملاً في خط بيروفسكايت القصدير". الهندسة المدنية . مؤرشف من الأصل في 6 أكتوبر 2014.
  19. ^ ميهان، كريس (5 مايو 2014). "استخراج الرصاص من خلايا البيروفسكايت الشمسية". مراجعات الطاقة الشمسية .
  20. ^ هاو، ف.؛ ستومبوس، سي سي؛ كاو، دي إتش؛ تشانج، آر بي إتش؛ كاناتزيديس، إم جي (2014). "خلايا شمسية خالية من الرصاص من هاليد البيروفسكايت العضوي غير العضوي ذات الحالة الصلبة". مجلة نيتشر فوتونيكس . 8 (6): 489-494. رمز Bibcode :2014NaPho...8..489H. doi :10.1038/nphoton.2014.82. S2CID  5850501.
  21. ^ زونغ، ينغشيا؛ وانغ، نينغ؛ تشانغ، لين؛ جو، مينغ-جانج؛ زينج، شياو تشنغ؛ صن، شياو وي؛ تشو، يوان يوان؛ بادتشر، نيتين ب. (2 أكتوبر 2017). "الصورة الرئيسية: سبائك متجانسة من ثلاثي يوديد الرصاص الفورماميدينيوم وثلاثي يوديد القصدير السيزيوم لخلايا شمسية فعالة من البيروفسكايت ذات الفجوة النطاقية المثالية (Angew. Chem. 41/2017)". Angewandte Chemie . 129 (41): 12966. Bibcode :2017AngCh.12912966Z. doi : 10.1002/ange.201708387 .
  22. ^ McMeekin, David; Mahesh, Suhas; Noel, Nakita; Klug, Matthew; Lim, JongChul; Warby, Jonathan; Ball, James; Herz, Laura; Johnston, Michael; Snaith, Henry (2019-02-11). "خلايا شمسية متعددة الوصلات من البيروفسكايت بالكامل والمعالجة بالمحلول". وقائع المؤتمر الدولي الحادي عشر للطاقة الكهروضوئية الهجينة والعضوية . المجلد 3. فالنسيا: Fundació Scito. doi :10.29363/nanoge.hopv.2019.099. S2CID  182243452.
  23. ^ Werthen, JG (يونيو 1987). "خلايا شمسية مركزة متعددة الوصلات". الخلايا الشمسية . 21 (1-4): 452. doi :10.1016/0379-6787(87)90150-5.
  24. ^ Georgieva, Zheni N.; Bloom, Brian P.; Ghosh, Supriya; Waldeck, David H. (يونيو 2018). "طباعة الكيرالية على الحالات الإلكترونية للصفائح النانوية الغروانية البيروفسكايتية". المواد المتقدمة . 30 (23): 1800097. رمز Bibcode :2018AdM....3000097G. doi : 10.1002/adma.201800097 . PMID  29700859.
  25. ^ أب تاي، تشيدونغ؛ تانغ، كاي تشي؛ يان فنغ (2019). “التقدم الأخير للخلايا الشمسية البيروفسكايت غير العضوية”. الطاقة وعلوم البيئة . 12 (8): 2375-2405. دوى :10.1039/C9EE01479A. S2CID  195424464.
  26. ^ لاي، هي مينج (27 أبريل 2022). "التركيب المباشر في درجة حرارة الغرفة لبلورات نانوية من البيروفسكايت α-CsPbI3 ذات العائد الكمومي العالي للتألق الضوئي: الآثار المترتبة على تطبيقات الإضاءة والطاقة الكهروضوئية". ACS Appl. Nano Mater . 5 (9): 12366–12373. doi : 10.1021/acsanm.2c00732 .
  27. ^ وانج، شينغتاو؛ وانج، يونج؛ وتشن، يوتيان؛ وليو، شياومين؛ وتشاو، ييكسين (نوفمبر 2021). "خلايا ضوئية غير عضوية من البيروفسكايت من مادة CsPbI 3 فعالة ومستقرة وممكنة من خلال النمو الثانوي للبلورات". المواد المتقدمة . 33 (44): 2103688. رمز Bibcode : 2021AdM....3303688W. doi : 10.1002/adma.202103688. PMID  34515363. S2CID  237495330.
  28. ^ وانغ، يونغ؛ تشين، غاويوان؛ أويانغ، دان؛ هي، شينجون؛ لي، كان؛ ما، رويمان؛ ين، وان جيان؛ تشوي، والاس سي إتش (يونيو 2020). "استقرار الطور العالي في CsPbI 3 الذي تم تمكينه بواسطة مثبتات ثماني السطوح من الرصاص واليود من أجل الخلايا الكهروضوئية غير العضوية الفعّالة من البيروفسكايت". المواد المتقدمة . 32 (24): 2000186. رمز Bibcode : 2020AdM....3200186W. doi : 10.1002/adma.202000186. PMID  32363655. S2CID  218493218.
  29. ^ abcd Tu, Qing; Spanopoulos, Ioannis; Hao, Shiqiang; Wolverton, Chris; Kanatzidis, Mercouri G.; Shekhawat, Gajendra S.; Dravid, Vinayak P. (5 يوليو 2018). "الخصائص الميكانيكية خارج المستوى للبيروفسكايتات العضوية غير العضوية الهجينة ثنائية الأبعاد بواسطة التجويف النانوي". ACS Applied Materials & Interfaces . 10 (26): 22167–22173. arXiv : 1803.11277 . doi :10.1021/acsami.8b05138. PMID  29882400. S2CID  206484846.
  30. ^ ab Hou, Yuchen; Wu, Congcong; Yang, Dong; Ye, Tao; Honavar, Vasant G.; van Duin, Adri CT; Wang, Kai; Priya, Shashank (14 أغسطس 2020). "بيروفسكايتات عضوية-غير عضوية هجينة ثنائية الأبعاد كمواد كهربائية حديدية ناشئة". مجلة الفيزياء التطبيقية . 128 (6): 060906. رمز Bibcode : 2020JAP...128f0906H. doi : 10.1063/5.0016010 . ISSN  0021-8979. S2CID  225384930.
  31. ^ abcd Gao, Hongqiang; Wei, Wenjuan; Li, Linsui; Tan, Yuhui; Tang, Yunzhi (3 سبتمبر 2020). "الخصائص الميكانيكية لبيروفسكايت هاليد الرصاص ثنائي الأبعاد، (C 6 H 5 CH 2 NH 3 ) 2 PbCl 4، عن طريق الحسابات النانوية والمبادئ الأولى". مجلة الكيمياء الفيزيائية ج . 124 (35): 19204-19211. doi :10.1021/acs.jpcc.0c04283. S2CID  225497934.
  32. ^ صن، شيجينج؛ فانغ، يانان؛ كييسليتش، جريجور؛ وايت، تيم جيه؛ تشيثام، أنتوني كيه (1 سبتمبر 2015). "الخصائص الميكانيكية للبيروفسكايتات الهاليدية العضوية وغير العضوية، CH3NH3PbX3 (X = I، Br وCl)، عن طريق التجويف النانوي". مجلة كيمياء المواد أ . 3 (36): 18450-18455. doi :10.1039/C5TA03331D. ISSN  2050-7496.
  33. ^ Reyes-Martinez, Marcos A.; Abdelhady, Ahmed L.; Saidaminov, Makhsud I.; Chung, Duck Young; Bakr, Osman M.; Kanatzidis, Mercouri G.; Soboyejo, Wole O.; Loo, Yueh-Lin (يونيو 2017). "الاستجابة الميكانيكية المعتمدة على الوقت لبلورات APbX 3 (A = Cs, CH 3 NH 3; X = I, Br) المفردة". المواد المتقدمة . 29 (24): 1606556. رمز Bibcode : 2017AdM....2906556R. doi : 10.1002/adma.201606556 . hdl : 10754/623454 . ISSN  0935-9648. PMID  28464367. S2CID  19325635.
  34. ^ دو، يوتشن؛ ماسين، جيسي؛ وو، وانجران؛ لوه، زهي؛ شو، شيانفان؛ يي، بيدي دي. (12 أكتوبر 2016). "الفوسفور الأسود الأوكسيتي: مادة ثنائية الأبعاد بنسبة بواسون سلبية". رسائل نانو . 16 (10): 6701-6708. arXiv : 1607.00541 . رمز Bibcode : 2016NanoL..16.6701D. doi : 10.1021/acs.nanolett.6b03607. PMID  27649304. S2CID  36082570.
  35. ^ إلياس أسمان؛ بيتر بلاها؛ روبرت لاسكوفسكي؛ كارستن هيلد؛ ساتوشي أوكاموتو وجورجيو سانجيوفاني (2013). "الهياكل غير المتجانسة للأكسيد للخلايا الشمسية الفعّالة". Phys. Rev. Lett. 110 (7): 078701. arXiv : 1301.1314 . Bibcode :2013PhRvL.110g8701A. doi :10.1103/PhysRevLett.110.078701. PMID  25166418. S2CID  749031.
  36. ^ لينجفي وانج. يونغفنغ لي؛ أشوك بيرا؛ تشون ما؛ فنغ جين؛ كايدي يوان؛ وانجيان يين؛ أدريان ديفيد؛ وي تشين؛ وينبين وو؛ ويلفريد بريليير؛ سوهواي وي وتوم وو (2015). “أداء جهاز Mott Insulator LaVO3 كمادة كهروضوئية”. تم تطبيق المراجعة البدنية . 3 (6): 064015. بيب كود :2015PhRvP...3f4015W. دوى : 10.1103 / PhysRevApplied.3.064015 . اتش دي ال : 10754/558566 .
  37. ^ "الضوء "يسترخي" البلورة لتعزيز كفاءة الخلايا الشمسية". news.rice.edu .
  38. ^ "اتجاهات سوق الخلايا الشمسية ذات النقاط الكمومية، أفضل الشركات المصنعة، متطلبات سوق الخلايا الشمسية ذات النقاط الكمومية، تحليل نمو الصناعة والتوقعات لعام 2026". www.nwdiamondnotes.com/ . مؤرشف من الأصل في 2021-11-27.
  39. ^ Ke, Jack Chun-Ren; Lewis, David J.; Walton, Alex S.; Spencer, Ben F.; O'Brien, Paul; Thomas, Andrew G.; Flavell, Wendy R. (2018). "أغشية رقيقة من البيروفسكايت المزدوج غير العضوي Cs2SnI6 المستقرة في الهواء المحيط عبر الترسيب الكيميائي للبخار بمساعدة الهباء الجوي". مجلة كيمياء المواد أ . 6 (24): 11205-11214. doi : 10.1039/c8ta03133a .
  40. ^ جون، كانج (10 يناير 2017). "تحمل العيوب العالي في بيروفسكايت هاليد الرصاص CsPbBr3". مجلة رسائل الكيمياء الفيزيائية . 8 (2): 489-493. doi :10.1021/acs.jpclett.6b02800. OSTI  1483838. PMID  28071911.
  41. ^ هل البيروفسكايت هو مستقبل الخلايا الشمسية؟ engineering.com. 6 ديسمبر 2013
  42. ^ Saidaminov, Makhsud I.; Abdelhady, Ahmed L.; Murali, Banavoth; Alarousu, Erkki; Burlakov, Victor M.; Peng, Wei; Dursun, Ibrahim; Wang, Lingfei; He, Yao; MacUlan, Giacomo; Goriely, Alain; Wu, Tom; Mohammed, Omar F.; Bakr, Osman M. (2015). "بلورات أحادية عالية الجودة من البيروفسكايت الهجين السائب في غضون دقائق عن طريق التبلور في درجة حرارة عكسية". Nature Communications . 6 : 7586. Bibcode :2015NatCo...6.7586S. doi :10.1038/ncomms8586. PMC 4544059. PMID  26145157 . 
  43. ^ Howard, IA; Abzieher, T.; Hossain, IM; Eggers, H.; Schackmar, F.; Ternes, S.; Richards, BS; Lemmer, U.; Paetzold, UW (2019). "البيروفسكايت المطلي والمطبوع للتطبيقات الكهروضوئية". المواد المتقدمة . 31 (26): e1806702. رمز Bibcode : 2019AdM....3106702H. doi : 10.1002/adma.201806702 . PMID  30932255.
  44. ^ سنيث، هنري جيه. (2013). "البيروفسكايت: ظهور عصر جديد للخلايا الشمسية منخفضة التكلفة وعالية الكفاءة". مجلة رسائل الكيمياء الفيزيائية . 4 (21): 3623-3630. doi :10.1021/jz4020162.
  45. ^ جونغ، ين سوك؛ هوانغ، كيونجيل؛ هيو، يون جونغ؛ كيم، جوينج إيون؛ فاك، دوجين؛ كيم، دونج يو (2018). "التقدم في عمليات الطلاء القابلة للتطوير والطباعة المتوافقة مع اللفة إلى اللفة لخلايا بيروفسكايت الشمسية نحو تحقيق التسويق". المواد البصرية المتقدمة . 6 (9): 1701182. doi :10.1002/adom.201701182. S2CID  103898566.
  46. ^ لي، تشن؛ كلاين، تاليسا ر؛ كيم، دونج هو؛ يانغ، منجين؛ بيري، جوزيف ج؛ هيست، مايكل ف.م. فان؛ تشو، كاي (2018). "التصنيع القابل للتطوير لخلايا البيروفسكايت الشمسية". مراجعات الطبيعة للمواد . 3 (4): 18017. رمز Bibcode :2018NatRM...318017L. doi :10.1038/natrevmats.2018.17. OSTI  1430821.
  47. ^ ab Ke, Chun-Ren; Lewis, David J.; Walton, Alex S.; Chen, Qian; Spencer, Ben F.; Mokhtar, Muhamad Z.; Compean-Gonzalez, Claudia L.; O'Brien, Paul; Thomas, Andrew G.; Flavell, Wendy R. (26 أغسطس 2019). "أغشية رقيقة من يوديد الرصاص الميثيل أمونيوم المستقرة في الهواء والمصنوعة عن طريق الترسيب الكيميائي للبخار بمساعدة الهباء الجوي من مقدمة شبه هاليد الرصاص (SCN) 2". ACS Applied Energy Materials . 2 (8): 6012–6022. doi :10.1021/acsaem.9b01124. S2CID  201232856.
  48. ^ لويس، ديفيد جيه؛ أوبراين، بول (2014). "ترسيب بخار كيميائي بمساعدة الهباء الجوي تحت الضغط المحيط لـ (CH 3 NH 3) PbBr 3، وهو بيروفسكايت غير عضوي-عضوي مهم في الخلايا الكهروضوئية". كيم كومون . 50 (48): 6319-6321. doi :10.1039/c4cc02592j. PMID  24799177.
  49. ^ Ke, Jack Chun-Ren; Lewis, David J.; Walton, Alex S.; Spencer, Ben F.; O'Brien, Paul; Thomas, Andrew G.; Flavell, Wendy R. (2018). "أغشية رقيقة من البيروفسكايت المزدوج غير العضوي Cs 2 SnI 6 المستقرة في الهواء المحيط عبر الترسيب الكيميائي للبخار بمساعدة الهباء الجوي". مجلة كيمياء المواد أ . 6 (24): 11205-11214. doi : 10.1039/C8TA03133A .
  50. ^ جيون، نام جونج؛ نوه، جون هونغ؛ كيم، يونج تشان؛ يانج، وون سيوك؛ ريو، سونج تشان؛ سيوك، سانج إيل (2014). "هندسة المذيبات للخلايا الشمسية الهجينة عالية الأداء غير العضوية-العضوية من البيروفسكايت". مواد الطبيعة . 13 (9): 897-903. رمز Bibcode :2014NatMa..13..897J. doi :10.1038/nmat4014. PMID  24997740.
  51. ^ تشو، يوان يوان؛ يانغ، منغ جين؛ وو، وين وين؛ فاسيلييف، ألكسندر إل؛ تشو، كاي؛ بادتشر، نيتين بي. (2015). "تبلور الأغشية الرقيقة الهجينة البيروفسكايتية في درجة حرارة الغرفة عبر استخلاص المذيبات بالمذيبات للخلايا الشمسية عالية الأداء". مجلة المواد الكيميائية. أ . 3 (15): 8178-8184. doi :10.1039/C5TA00477B. S2CID  56292381.
  52. ^ ني، وانيي؛ تساي، هسينهان؛ أسدبور، رضا؛ بلانكون، جان كريستوف؛ نيوكيرش، أماندا ج.؛ غوبتا، غوتام. الكروشيه، جاريد J.؛ شوالا، مانيش؛ تريتياك ، سيرجي (2015/01/30). “خلايا البيروفسكايت الشمسية عالية الكفاءة المعالجة بالمحلول مع حبيبات بحجم ملليمتر”. علوم . 347 (6221): 522-525. بيب كود :2015Sci...347..522N. دوى :10.1126/science.aaa0472. OSTI  1579878. PMID  25635093. S2CID  14990570.
  53. ^ تشن، تشيان؛ مختار، محمد ز؛ كي، جاك تشون رين؛ توماس، أندرو ج؛ هادي، أسيل؛ ويتاكر، إريك؛ كوريوني، ميشيل؛ ليو، تشو (2018). "عملية ليزر من خطوة واحدة للتصنيع السريع لخلايا شمسية من البيروفسكايت الميزوسكوبية المحضرة تحت رطوبة نسبية عالية". الطاقة المستدامة والوقود . 2 (6): 1216-1224. doi :10.1039/C8SE00043C.
  54. ^ ab Zhang, Hong; Choy, CHWallace (2015). "فيلم CH3NH3PbI3 أملس عبر نهج جديد لتشكيل البنية النانوية لـ PbI2 جنبًا إلى جنب مع تركيز CH3NH3I العالي استراتيجيًا للخلايا الشمسية عالية الكفاءة ذات الوصلات المستوية غير المتجانسة". Adv. Energy Mater . 5 (23): 1501354. Bibcode :2015AdEnM...501354Z. doi :10.1002/aenm.201501354. S2CID  97330089.
  55. ^ تشن، تشي؛ تشو، هوان بينج؛ هونغ، زيرو؛ لوه، سونغ؛ دوان، هسين شنغ؛ وانغ، هسين هوا؛ ليو، يونغ شنغ؛ لي، جانج؛ يانغ، يانغ (2014). "خلايا شمسية من البيروفسكايت ذات الوصلات غير المتجانسة المستوية عبر عملية حل بمساعدة البخار". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 136 (2): 622-625. doi :10.1021/ja411509g. PMID  24359486.
  56. ^ ab Liu, Mingzhen; Johnston, Michael B.; Snaith, Henry J. (2013). "خلايا شمسية فعالة من البيروفسكايت ذات الوصلات غير المتجانسة المستوية عن طريق الترسيب بالبخار". Nature . 501 (7467): 395–8. Bibcode :2013Natur.501..395L. doi :10.1038/nature12509. PMID  24025775. S2CID  205235359.
  57. ^ "أولغا مالينكيفيتش | مبتكرون تحت سن 35". innovatorsunder35.com . 2015. مؤرشف من الأصل في 2017-08-02 . تم الاسترجاع 2017-08-02 .
  58. ^ أصبحت الخلايا الشمسية القابلة للطباعة أقرب قليلاً. أخبار الهندسة بجامعة تورنتو (2017-02-16). تم الاسترجاع في 2018-04-11.
  59. ^ لياو، هسويه-تشونج؛ جو، بيجون؛ هسو، تشي-بو؛ لين، ما؛ وانغ، بينجهاو؛ زينج، لي؛ هوانغ، وي؛ سو، تشان مياي مياي؛ سو، وي-فانج؛ بيدزيك، مايكل جيه؛ واسيليوسكي، مايكل ر؛ فاكيتي، أنطونيو؛ تشانج، روبرت بي إتش؛ كاناتزيديس، ميركوري جي؛ ماركس، توبين جيه. (2016). "تحسين كفاءة الخلايا/الوحدات الشمسية المستوية ذات المساحة الكبيرة المصنوعة من البيروفسكايت المصبوبة بالحرارة مع تضمين الكلوريد المتحكم فيه". مواد الطاقة المتقدمة . 7 (8): 1601660. doi : 10.1002/aenm.201601660 .
  60. ^ جاو، لي لي؛ لي، تشنغ شين؛ لي، تشانغ جيو؛ يانغ، جوان جون (2017). "خلايا شمسية كبيرة المساحة وعالية الكفاءة من البيروفسكايت تعتمد على أغشية البيروفسكايت المجففة بطريقة سكين الهواء متعدد التدفق في الهواء". مجلة كيمياء المواد أ . 5 (4): 1548-1557. doi :10.1039/C6TA09565H.
  61. ^ لي شيونغ. بي، دونغتشين؛ يي، تشينيي؛ ديكوبت، جان ديفيد؛ لو، جينغشان؛ زكيرالدين، الشيخ محمد؛ هافيلدت، أندرس. جراتزل ، مايكل (2016). “عملية الحل بمساعدة الفلاش الفراغي EA للخلايا الشمسية البيروفسكايت ذات المساحة الكبيرة ذات الكفاءة العالية”. علوم . 353 (6294): 58-62. بيب كود :2016Sci...353...58L. دوى :10.1126/science.aaf8060. بميد  27284168. S2CID  10488230.
  62. ^ Lee, Michael M.; Teuscher, Joël; Miyasaka, Tsutomu; Murakami, Takurou N.; Snaith, Henry J. (2012). "خلايا شمسية هجينة فعّالة مبنية على بيروفسكايت هاليد عضوي معدني متوسط ​​البنية". Science . 338 (6107): 643–647. Bibcode :2012Sci...338..643L. doi : 10.1126/science.1228604 . PMID  23042296. S2CID  37971858.
  63. ^ لي، جين-ووك؛ كيم، هوي-سون؛ بارك، نام-جيو (2016). "نهج لويس لتفاعل حمض-قاعدة لخلايا شمسية عالية الكفاءة من البيروفسكايت". حسابات البحوث الكيميائية . 49 (2): 311-319. doi :10.1021/acs.accounts.5b00440. PMID  26797391.
  64. ^ ab Deng, Yehao; Zheng, Xiaopeng; Bai, Yang; Wang, Qi; Zhao, Jingjing; Huang, Jinsong (2018). "تجفيف الحبر المتحكم فيه بالسطح يمكّن من ترسيب أفلام البيروفسكايت بسرعة عالية للحصول على وحدات ضوئية فعالة". Nature Energy . 3 (7): 560–566. Bibcode :2018NatEn...3..560D. doi :10.1038/s41560-018-0153-9. S2CID  139494990.
  65. ^ وانج، تشاو كوي؛ جونج، شيو؛ لي، منج؛ هو، يون؛ وانج، جين مياو؛ ما، هينج؛ لياو، ليانج شنغ (2016). "التبلور المستحث للبيروفسكايت بواسطة طبقة تحتية من البيريلين للخلايا الشمسية عالية الأداء". ACS Nano . 10 (5): 5479–5489. doi :10.1021/acsnano.6b01904. PMID  27128850.
  66. ^ فرانشيسكو دي جياكومو؛ فاليريو زارديتو؛ أليساندرا دي إيبفانيو؛ سارة بيسيتيلي؛ فابيو ماتيوتشي؛ ستيفانو رازا؛ ألدو دي كارلو؛ سيلفيا ليكوشيا؛ فيلهيموس إم إم كيسيلز؛ ماريادريانا كرياتوري؛ توماس إم براون (2015). "وحدات ضوئية ضوئية مرنة من البيروفسكايت وخلايا شمسية مبنية على طبقات مضغوطة مترسبة على طبقة ذرية وقواعد من ثاني أكسيد التيتانيوم المعرضة للأشعة فوق البنفسجية على ركائز بلاستيكية". مواد الطاقة المتقدمة . 5 (8): 1401808. رمز Bibcode :2015AdEnM...501808D. doi :10.1002/aenm.201401808. S2CID  98120094.
  67. ^ Sundberg, Pia; Karppinen, Maarit (2014-07-22). "الهياكل الرقيقة العضوية وغير العضوية والعضوية للأغشية الرقيقة عن طريق ترسب الطبقات الجزيئية: مراجعة". مجلة Beilstein للتكنولوجيا النانوية . 5 : 1104–1136. doi :10.3762/bjnano.5.123. PMC 4143120. PMID  25161845 . 
  68. ^ أزهر فخر الدين؛ فرانشيسكو دي جياكومو؛ أليساندرو إل. بالما؛ فابيو ماتيوتشي؛ عرفان أحمد؛ ستيفانو رازا؛ أليساندرا ديبيفانيو؛ سيلفيا ليكوتشيا؛ جميل إسماعيل؛ ألدو دي كارلو؛ توماس إم براون؛ راجان خوسيه (2015). “Nanorods TiO2 العمودية كوسيلة لوحدات البيروفسكايت الشمسية المستقرة وعالية الكفاءة”. ايه سي اس نانو . 9 (8): 8420-8429. دوى :10.1021/acsnano.5b03265. بميد  26208221.
  69. ^ Tzu-Sen Su؛ Tsung-Yu Hsieh؛ Cheng-You Hong؛ Tzu-Chien Wei (2015). "طبقات حجب ثاني أكسيد التيتانيوم فائقة الرقة والمُرسبة كهربائيًا لخلايا شمسية فعالة من البيروفسكايت". التقارير العلمية . 5 : 16098. رمز Bibcode : 2015NatSR...516098S. doi : 10.1038/srep16098. PMC 4630649. PMID  26526771 . 
  70. ^ يي هو؛ وي تشين؛ ديريا باران؛ توبياس ستوبان؛ نورمان أ. لوتشينجر؛ بنيامين هارتماير؛ موسى ريختر؛ جي مين؛ شي تشن؛ سيزار عمر راميريز كيروز؛ نينغ لي؛ هونغ تشانغ؛ توماس هيومويلر؛ جيبهارد جي مات؛ أندريس أوسفيت؛ كارين فوربريتش؛ تشى قوه تشانغ؛ يونغفانغ لي؛ بنيامين وينتر؛ بيتر شفايتزر؛ إردمان سبايكر؛ كريستوف ج. برابيك (2016). “التغلب على خسائر الواجهة في الخلايا الشمسية المعتمدة على البيروفسكايت غير المتجانسة”. مواد متقدمة . 28 (25): 5112-5120. بيب كود :2016AdM....28.5112H. دوى :10.1002/adma.201504168. PMID  27144875. S2CID  27609580.
  71. ^ دي جيرولامو، دييغو؛ ماتيوتشي، فابيو؛ كوساسيه، فيليكس أوتاما؛ تشيستياكوفا، غانا؛ زو، ويوي؛ ديفيتيني، جورجيو؛ كورتي، لارس؛ دوكاتي، كاترينا؛ دي كارلو، ألدو؛ ديني، دانيلو؛ أباتي ، أنطونيو (أغسطس 2019). “يرتبط الاستقرار والتباطؤ المظلم في خلايا البيروفسكايت الشمسية القائمة على NiO”. مواد الطاقة المتقدمة . 9 (31): 1901642. بيب كود :2019AdEnM...901642D. دوى :10.1002/aenm.201901642. S2CID  199076776.
  72. ^ إن سوك يانغ؛ مي راي سون؛ سانج دو سونج؛ يونج جو كيم؛ يونج جون يو؛ جونغ هو كيم؛ وان إن لي (2017). "تكوين طبقة نقية من CuSCN بطريقة الترسيب بالرش لخلية شمسية بيروفسكايت فعالة ذات استقرار ممتد". نانو إنرجي . 32 : 414-421. رمز Bibcode : 2017NEne...32..414Y. doi : 10.1016/j.nanoen.2016.12.059.
  73. ^ بنغ تشين. سويشيرو تاناكا؛ سيجو إيتو؛ نيكولاس تيترولت؛ كيوهي مانابي؛ هيتوشي نيشينو؛ محمد خاجة نظير الدين؛ مايكل جراتزل (2014). "الخلايا الشمسية البيروفسكايت هاليد الرصاص غير العضوية القائمة على موصل ثقب مع كفاءة تحويل 12.4٪". اتصالات الطبيعة . 5 : 3834. بيب كود :2014NatCo...5.3834Q. دوى : 10.1038/ncomms4834 . اتش دي ال : 10754/597000 . بميد  24815001.
  74. ^ سينيون يي؛ ويهاي صن؛ يونلونج لي؛ ويبو يان؛ هايتاو بينج؛ زو تشيانج بيان؛ تشيوي ليو؛ تشون هوي هوانج (2015). "خلية شمسية من البيروفسكايت المقلوبة المستوية القائمة على نحاس أحادي التكافؤ مع متوسط ​​كفاءة طاقة تبلغ 15.6%". نانو ليترز . 15 (6): 3723-3728. رمز Bibcode : 2015NanoL..15.3723Y. doi : 10.1021/acs.nanolett.5b00116. PMID  25938881. S2CID  206724479.
  75. ^ وو تشيانغ وو؛ تشي وانغ؛ يانجون فانغ؛ يوتشوان شاو؛ شي تانغ؛ يهاو دينغ؛ هايدونغ لو؛ يي ليو؛ تاو لي؛ زيبين يانغ؛ أليكسي جروفيرمان؛ جينسونغ هوانغ (2018). “لقد مكّن المنشطات الجزيئية من الشفرات القابلة للتطوير لخلايا البيروفسكايت الشمسية الفعالة الخالية من طبقات النقل”. اتصالات الطبيعة . 9 (1): 1625. بيب كود :2018NatCo...9.1625W. دوى :10.1038/s41467-018-04028-8. بمك 5915422 . بميد  29691390. 
  76. ^ توماس م. شميت؛ ثوي ت. لارسن-أولسن؛ جون إي. كارلي؛ ديشان أنجمو؛ فريدريك سي. كريبس (2015). "ترقية الخلايا الشمسية البيروفسكايتية: المعالجة الكاملة لللفائف المحيطة للخلايا الشمسية البيروفسكايتية المرنة باستخدام أقطاب كهربائية مطبوعة من الخلف". مواد الطاقة المتقدمة . 5 (15): 1625. رمز Bibcode : 2015AdEnM...500569S. doi : 10.1002/aenm.201500569 . S2CID  97192087.
  77. ^ تشي يو تشانج؛ كوان تينج لي؛ وين كوان هوانج؛ هاو يي سياو؛ يو تشيا تشانج (2015). "خلايا شمسية شبه شفافة عالية الأداء ومستقرة في الهواء ومعالجة بدرجة حرارة منخفضة وممكنة بواسطة ترسيب الطبقات الذرية". كيمياء المواد . 7 (14): 5122-5130. doi :10.1021/acs.chemmater.5b01933.
  78. ^ Zhiliang Ku؛ Yaoguang Rong؛ Mi Xu؛ Tongfa Liu؛ Hongwei Han (2013). "خلايا شمسية غير متجانسة CH3NH3PbI3/TiO2 معالجة بالميكروسكوب قابلة للطباعة بالكامل مع قطب كهربائي مضاد من الكربون". كيمياء المواد . 3 : 3132. doi :10.1038/srep03132. PMC 3816285. PMID  24185501 . 
  79. ^ تشن لي. سنيها أ. كولكارني؛ بابلو بي بويكس؛ إنتشنغ شي؛ أنيوان كاو؛ كونوو فو؛ سوديب ك. باتابيال؛ جون تشانغ؛ كيهوا شيونغ؛ ليديا هيلينا وونغ؛ نريبان ماثيوز؛ سوبود ج. محيسلكار (2014). “شبكات أنابيب الكربون النانوية المصفحة لخلايا البيروفسكايت الشمسية الفعالة الخالية من الأقطاب الكهربائية”. ايه سي اس نانو . 8 (7): 6797-6804. دوى :10.1021/nn501096h. بميد  24924308. S2CID  10097572.
  80. ^ Peng You؛ Zhike Liu؛ Qidong Tai؛ Shenghua Liu؛ Feng Yan (2015). "خلايا شمسية شبه شفافة فعالة من البيروفسكايت مع أقطاب الجرافين". المواد المتقدمة . 27 (24): 3632-3638. Bibcode :2015AdM....27.3632Y. doi : 10.1002/adma.201501145 . PMID  25969400. S2CID  36581768.
  81. ^ بابايجيت، أصلهان؛ إيثيراجان، أنيتا؛ مولر، مارك؛ كونينجس، بيرت (مارس 2016). "سمية الخلايا الشمسية المصنوعة من هاليد البيروفسكايت العضوي المعدني". مواد الطبيعة . 15 (3): 247-251. رمز Bibcode :2016NatMa..15..247B. doi :10.1038/nmat4572. hdl : 2268/195044 . PMID  26906955.
  82. ^ Bohland, JR; Smigielski, K. (2000). "First Solar's Cd Te module manufacturing experience; environmental, health and safety results". سجل مؤتمر معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات الثامن والعشرين لمؤتمر المتخصصين في الطاقة الكهروضوئية - 2000 (رقم الفهرس 00CH37036) . ص 575-578. doi :10.1109/PVSC.2000.915904. ISBN 0-7803-5772-8. S2CID  121877756.
  83. ^ "ميزة إعادة التدوير". First Solar . 2020.
  84. ^ هايليجناو، بيكيلي؛ كيرماير، سار؛ إدري، إران؛ هوديس، جاري؛ كاهين، ديفيد (2015-05-07). "المطر على البيروفسكايتات القائمة على يوديد الرصاص الميثيل أمونيوم: التأثيرات البيئية المحتملة للخلايا الشمسية البيروفسكايتية". مجلة رسائل الكيمياء الفيزيائية . 6 (9): 1543-1547. doi :10.1021/acs.jpclett.5b00504. PMID  26263309.
  85. ^ بن مسعود، إينيس ر.؛ ماهول ميلييه، آن لور؛ هورفاث، إندري؛ ماكو، بوهوميل؛ سبينا، ماسيمو؛ لاشويل، هلال أ.؛ فورو، لازلو (2016-03-01). "المخاطر الصحية للبيروفسكايتات القائمة على يوديد الرصاص الميثيلي أمونيوم: دراسات السمية الخلوية". أبحاث علم السموم . 5 (2): 407-419. doi :10.1039/c5tx00303b. PMC 6062200. PMID  30090356 . 
  86. ^ بابايجيت، أسليهان؛ دوي ثانه، دينه؛ إيثيراجان، أنيتا؛ مانكا، جان؛ مولر، مارك؛ بوين، هانز جيرد؛ كونينجس، بيرت (2016-01-13). "تقييم سمية الخلايا الشمسية البيروفسكايتية القائمة على الرصاص والقصدير في الكائن الحي النموذجي دانيو ريريو". التقارير العلمية . 6 (1): 18721. رمز Bibcode :2016NatSR...618721B. doi :10.1038/srep18721. PMC 4725943. PMID  26759068 . 
  87. ^ ab Fewtrell, Lorna; Kaufman, Rachel; Prüss-Üstün, Annette (May 2003). Lead: Assessing the Environmental Burden of Disease at National and Local Levels . World Health Organization. hdl : 10665/42715 . ISBN 978-92-4-154610-2.
  88. ^ الوقاية من الأمراض من خلال البيئات الصحية: التعرض للرصاص: مصدر قلق رئيسي للصحة العامة . منظمة الصحة العالمية. 2019. hdl : 10665/329953 . ISBN 978-92-4-003763-2.
  89. ^ abc Zhang, Hong; Darabi, Kasra; Grätzel, Michael; Yaghoobi Nia, Narges; Aldo, Di Carlo; Amassian, Aram (2022). "استراتيجية التخفيف الشامل للمذيبات المشتركة تمكن من تصنيع الخلايا الكهروضوئية البيروفسكايتية بسهولة وبتكلفة فعالة". Nature Communications . 13 (1): 89. Bibcode :2022NatCo..13...89Z. doi :10.1038/s41467-021-27740-4. PMC 8748698. PMID  35013272 .  تم نسخ النص من هذا المصدر، والذي يتوفر بموجب رخصة المشاع الإبداعي المنسوبة 4.0 الدولية.
  90. ^ ab Ke, Weijun; Kanatzidis, Mercouri G. (ديسمبر 2019). "آفاق الخلايا الشمسية منخفضة السمية الخالية من الرصاص المصنوعة من البيروفسكايت". Nature Communications . 10 (1): 965. Bibcode :2019NatCo..10..965K. doi : 10.1038/s41467-019-08918-3 . PMC 6393492. PMID  30814499 . 
  91. ^ جوكار، إيفات؛ تشين، تشنغ هسون؛ تساي، تشنغ مين؛ فتحي، أمير؛ دياو، إريك وي جوانج (يناير 2019). "خلايا شمسية قوية من البيروفسكايت تعتمد على القصدير مع كاتيونات عضوية هجينة لتحقيق كفاءة تقترب من 10". المواد المتقدمة . 31 (2): e1804835. رمز Bibcode : 2019AdM....3104835J. doi : 10.1002/adma.201804835. PMID  30411826. S2CID  53242660.
  92. ^ Krishnamoorthy, Thirumal; Ding, Hong; Yan, Chen; Leong, Wei Lin; Baikie, Tom; Zhang, Ziyi; Sherburne, Matthew; Li, Shuzhou; Asta, Mark; Mathews, Nripan; Mhaisalkar, Subodh G. (24 نوفمبر 2015). "مواد بيروفسكايت يوديد الجرمانيوم الخالية من الرصاص للتطبيقات الكهروضوئية". مجلة كيمياء المواد أ . 3 (47): 23829-23832. doi :10.1039/C5TA05741H. hdl : 10356/142601 .
  93. ^ تشن، مين؛ جو، مينغ-جانج؛ جارسيس، هيكتور ف؛ كارل، ألكسندر د؛ أونو، لويس ك؛ هاواش، ظافر؛ تشانغ، يي؛ شين، تيان يي؛ تشي، يابينج؛ جريم، رونالد ل؛ باسيفيكي، دومينيكو؛ زينج، شياو تشنغ؛ تشو، يوان يوان؛ بادتشر، نيتين ب. (3 يناير 2019). "خلايا شمسية من البيروفسكايت خالية من الرصاص غير العضوية عالية الثبات والكفاءة مع التخميد بالأكسيد الطبيعي". نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1): 16. Bibcode :2019NatCo..10...16C. doi : 10.1038 /s41467-018-07951-y . PMC 6318336. PMID  30604757. 
  94. ^ جيوستينو، فيليسيانو؛ سنيث، هنري جيه. (9 ديسمبر 2016). "نحو خلايا شمسية من البيروفسكايت خالية من الرصاص". رسائل الطاقة ACS . 1 (6): 1233-1240. doi : 10.1021/acsenergylett.6b00499 .
  95. ^ McCall, Kyle M.; Stoumpos, Constantinos C.; Kostina, Svetlana S.; Kanatzidis, Mercouri G.; Wessels, Bruce W. (9 مايو 2017). "اقتران الإلكترون-الفونون القوي والإكسيتونات المحاصرة ذاتيًا في بيروفسكايت هاليدات العيب A3M2I9 (A = Cs, Rb; M = Bi, Sb)". كيمياء المواد . 29 (9): 4129–4145. doi :10.1021/acs.chemmater.7b01184. OSTI  1494819.
  96. ^ جيانج، يان؛ تشيو، لونجبين؛ جواريز بيريز، إميليو جيه؛ أونو، لويس كيه؛ هو، تشانهاو؛ ليو، زونغهاو؛ وو، زيفانج؛ منج، لينجكيانج؛ وانج، تشيجينج؛ تشي، يابينج (يوليو 2019). "الحد من تسرب الرصاص من وحدات الطاقة الشمسية التالفة المصنوعة من هاليد الرصاص باستخدام التغليف القائم على البوليمرات ذاتية الشفاء". طاقة الطبيعة . 4 (7): 585-593. رمز Bibcode : 2019NatEn...4..585J. doi : 10.1038/s41560-019-0406-2. S2CID  189929914.
  97. ^ ab Chen, Shangshang; Deng, Yehao; Gu, Hangyu; Xu, Shuang; Wang, Shen; Yu, Zhenhua; Blum, Volker; Huang, Jinsong (2 نوفمبر 2020). "احتجاز الرصاص في وحدات الطاقة الشمسية البيروفسكايتية باستخدام راتنجات تبادل الكاتيون الوفيرة والمنخفضة التكلفة". Nature Energy . 5 (12): 1003–1011. Bibcode :2020NatEn...5.1003C. doi :10.1038/s41560-020-00716-2. S2CID  228806268.
  98. ^ لي، شون؛ تشانغ، فاي؛ هي، هايينغ؛ بيري، جوزيف جيه؛ تشو، كاي؛ شو، تاو (فبراير 2020). "عزل الرصاص على الجهاز للخلايا الشمسية البيروفسكايت". نيتشر . 578 (7796): 555-558. رمز Bibcode :2020Natur.578..555L. doi :10.1038/s41586-020-2001-x. OSTI  1602693. PMID  32076266. S2CID  211195242.
  99. ^ نوه، جون هونغ؛ إيم، سانج هيوك؛ هيو، جين هيوك؛ ماندال، تاراك ن؛ سيوك، سانج إيل (21 مارس 2013). "الإدارة الكيميائية للخلايا الشمسية الهجينة النانوية العضوية غير العضوية الملونة والفعالة والمستقرة". رسائل النانو . 13 (4): 1764-9. رمز Bibcode : 2013NanoL..13.1764N. doi : 10.1021/nl400349b. PMID  23517331.
  100. ^ ab Stranks, SD; Eperon, GE; Grancini, G.; Menelaou, C.; Alcocer, MJP; Leijtens, T.; Herz, LM; Petrozza, A.; et al. (17 أكتوبر 2013). "أطوال انتشار الإلكترونات والفجوات التي تتجاوز ميكرومترًا واحدًا في ممتص ثلاثي هاليد البيروفسكايت العضوي المعدني". Science . 342 (6156): 341–344. Bibcode :2013Sci...342..341S. doi :10.1126/science.1243982. PMID  24136964. S2CID  10314803.
  101. ^ "باحثون من أكسفورد يبتكرون خلايا شمسية أبسط وأرخص". SciTechDaily.com . 12 نوفمبر 2013.
  102. ^ ليو، شوهاو؛ وانغ، ليلي؛ لين، وي تشون؛ سوشاريتاكول، سوكريت؛ بوردا، كليمنس؛ جاو، شوان بي إيه (2016-12-14). "تصوير أطوال النقل الطويلة للناقلات المولدة ضوئيًا في أفلام البيروفسكايت الموجهة". رسائل نانو . 16 (12): 7925-7929. arXiv : 1610.06165 . رمز Bibcode : 2016NanoL..16.7925L. doi : 10.1021/acs.nanolett.6b04235. PMID  27960525. S2CID  1695198.
  103. ^ دينوسينزو ، فاليريو. جرانسيني، جوليا؛ الكوسير ، مارسيلو جي بي . كاندادا، أجاي رام سريماث؛ سترانكس، صموئيل د.؛ لي مايكل م. لانزاني، جوجليلمو؛ سنيث، هنري J.؛ وآخرون. (8 أبريل 2014). “الإكسيتونات مقابل الشحنات الحرة في بيروفسكايت ثلاثي هاليد الرصاص العضوي”. اتصالات الطبيعة . 5 : 3586. بيب كود :2014NatCo...5.3586D. دوى : 10.1038/ncomms4586 . اتش دي ال : 11311/862945 . بميد  24710005.
  104. ^ Collavini, S.; Völker, SF; Delgado, JL (2015). "Understanding the Outstanding Power Conversion Efficiency of Perovskite-Based Solar Cells". Angewandte Chemie International Edition . 54 (34): 9757–9759. doi :10.1002/anie.201505321. PMID  26213261.
  105. ^ شا، وي إي آي؛ رين، شينغانغ؛ تشن، لوتشو؛ تشوي، والاس سي إتش (2015). "حد كفاءة الخلايا الشمسية البيروفسكايتية CH 3 NH 3 PbI 3 ". Appl. Phys. Lett . 106 (22): 221104. arXiv : 1506.09003 . Bibcode : 2015ApPhL.106v1104S. doi : 10.1063/1.4922150. S2CID  117040796.
  106. ^ ab Sha, Wei EI (نوفمبر 2016). "برنامج MATLAB لنموذج التوازن التفصيلي للخلايا الشمسية البيروفسكايتية". تأثير إعادة تدوير الفوتون في الخلايا الشمسية البيروفسكايتية . doi :10.13140/RG.2.2.17132.36481.
  107. ^ ab Rühle, Sven (2016-02-08). "القيم المجدولة لحد Shockley-Queisser للخلايا الشمسية ذات الوصلة الواحدة". الطاقة الشمسية . 130 : 139–147. رمز Bibcode :2016SoEn..130..139R. doi :10.1016/j.solener.2016.02.015.
  108. ^ ab Ren, Xingang; Wang, Zishuai; Sha, Wei EI; Choy, Wallace CH (2017). "استكشاف طريقة الاقتراب من حد كفاءة الخلايا الشمسية البيروفسكايتية من خلال نموذج الانجراف والانتشار". ACS Photonics . 4 (4): 934–942. arXiv : 1703.07576 . Bibcode :2017arXiv170307576R. doi :10.1021/acsphotonics.6b01043. S2CID  119355156.
  109. ^ Mosconi, Edoardo; Amat, Anna; Nazeeruddin, Md. K.; Grätzel, Michael; Angelis, Filippo De (2013-07-01). "النمذجة الأولية للبيروفسكايتات العضوية المعدنية الهاليدية المختلطة للتطبيقات الكهروضوئية". مجلة الكيمياء الفيزيائية ج . 117 (27): 13902-13913. doi :10.1021/jp4048659.
  110. ^ Lang, Li; Yang, Ji-Hui; Liu, Heng-Rui; Xiang, HJ; Gong, XG (2014-01-10). "دراسة المبادئ الأولى للخصائص الإلكترونية والبصرية للبيروفسكايتات الهاليدية المكعبة ABX3". Physics Letters A. 378 ( 3): 290–293. arXiv : 1309.0070 . Bibcode :2014PhLA..378..290L. doi :10.1016/j.physleta.2013.11.018. S2CID  119206094.
  111. ^ غونزاليس بيدرو، فيكتوريا؛ خواريز بيريز، إميليو ج.؛ أرسياد, واودي سوكماواتي; باريا، إيفا م.؛ فابريجات ​​سانتياغو، فرانسيسكو؛ مورا سيرو، إيفان؛ بيسكورت ، خوان (10/01/2014). “مبادئ العمل العامة للخلايا الشمسية CH 3 NH 3 PbX 3 Perovskite”. رسائل النانو . 14 (2): 888-893. بيب كود :2014NanoL..14..888G. دوى :10.1021/nl404252e. اتش دي ال :10234/131066. بميد  24397375.
  112. ^ عمري، باولو؛ موسكوني، إدواردو؛ أنجيليس، فيليبو دي (2014-03-26). "حسابات GW النسبية على بيروفسكايت CH3NH3PbI3 وCH3NH3SnI3 لتطبيقات الخلايا الشمسية". التقارير العلمية . 4 (4467): 4467. arXiv : 1309.4895 . Bibcode :2014NatSR...4.4467U. doi : 10.1038/srep04467. PMC 5394751. PMID  24667758. 
  113. ^ أجراوال، س.؛ ناير، بي آر (2014-06-01). "تحسين الأداء للخلايا الشمسية القائمة على البيروفسكايت". مؤتمر IEEE الأربعين للمتخصصين في الطاقة الكهروضوئية (PVSC) لعام 2014. ص. 1515-1518. doi :10.1109/PVSC.2014.6925202. ISBN 978-1-4799-4398-2. S2CID  23608158.
  114. ^ أجراوال، سومانشو؛ ناير، براديب ر. (2015). "هندسة الأجهزة للخلايا الشمسية البيروفسكايت لتحقيق كفاءة شبه مثالية". رسائل الفيزياء التطبيقية . 107 (12): 123901. arXiv : 1506.07253 . Bibcode :2015ApPhL.107l3901A. doi :10.1063/1.4931130. S2CID  119290700.
  115. ^ Minemoto, Takashi; Murata, Masashi (2014-08-07). "Device modeling of perovskite solar cells based on structure similarity with thin film inorganic semiconductor solar cells". مجلة الفيزياء التطبيقية . 116 (5): 054505. Bibcode :2014JAP...116e4505M. doi : 10.1063/1.4891982 .
  116. ^ Sun, Xingshu; Asadpour, R.; Nie, Wanyi; Mohite, AD; Alam, MA (2015-09-01). "نموذج تحليلي قائم على الفيزياء لخلايا الطاقة الشمسية البيروفسكايت". مجلة IEEE للخلايا الكهروضوئية . 5 (5): 1389–1394. arXiv : 1505.05132 . Bibcode :2015arXiv150505132S. doi :10.1109/JPHOTOV.2015.2451000. S2CID  21240831.
  117. ^ لين، مينشين؛ شو، شيويهوي؛ تيان، هونغ؛ يانغ، يانغ (مايكل)؛ شا، وي إي آي؛ تشونج، وين شينغ (2013-11-02). "قياس إعادة التركيب غير الإشعاعي والخسائر المقاومة في الخلايا الكهروضوئية البيروفسكايتية: نهج نموذج الصمام الثنائي المعدل". مجلة الطاقة الشمسية RRL . 8 (1): 2300722. arXiv : 2311.17442 . doi : 10.1002/solr.202300722.
  118. ^ ab Eperon, Giles E.; Burlakov, Victor M.; Docampo, Pablo; Goriely, Alain; Snaith, Henry J. (2014). "التحكم الشكلي للخلايا الشمسية عالية الأداء المعالجة بالمحلول من البيروفسكايت غير المتجانس المستوي". Advanced Functional Materials . 24 (1): 151–157. doi :10.1002/adfm.201302090. S2CID  96798077.
  119. ^ دوكامبو، بابلو؛ بول، جيمس م؛ دارويتش، مريم؛ إيبرون، جيلز إي؛ سنيث، هنري جيه. (2013). "خلايا شمسية فعالة من ثلاثي هاليد البيروفسكايت العضوي المعدني ذات الوصلات المستوية غير المتجانسة على ركائز بوليمر مرنة". نيتشر كوميونيكيشنز . 4 : 2761. رمز Bibcode : 2013NatCo...4.2761D. doi : 10.1038/ncomms3761 . PMID  24217714.
  120. ^ يو، جينغبي؛ هونغ، زيرو؛ يانغ، يانغ (مايكل)؛ تشين، تشي؛ كاي، مين؛ سونغ، تسي بين؛ تشين، تشون تشاو؛ لو، شيرونغ؛ ليو، يونغ شنغ (25 فبراير 2014). "خلايا شمسية من البيروفسكايت المعالجة بمحلول منخفض الحرارة بكفاءة ومرونة عالية". ACS Nano . 8 (2): 1674–1680. doi :10.1021/nn406020d. PMID  24386933.
  121. ^ Zhang, Hong (2015). "فيلم أكسيد النيكل النانوي الخالي من الثقوب والسطحي باستخدام عملية المحلول في درجة حرارة الغرفة للخلايا الشمسية المرنة عالية الأداء المصنوعة من البيروفسكايت مع استقرار جيد وقابلية إعادة الإنتاج". ACS Nano . 10 (1): 1503–1511. doi :10.1021/acsnano.5b07043. PMID  26688212.
  122. ^ أب شياو ، تشنغ قوه ؛ بي تشنغ. شاو، يوتشوان؛ دونغ، تشينغفنغ؛ وانغ، تشي؛ يوان، يونغبو؛ وانغ، تشينغ قونغ؛ جاو، يونغلي؛ هوانغ، جينسونغ (2014). “أجهزة البيروفسكايت الكهروضوئية الفعالة والعالية الإنتاجية التي تنمو عن طريق الانتشار البيني لطبقات التراص السلائف المعالجة بالمحلول”. الطاقة وعلوم البيئة . 7 (8): 2619. دوى :10.1039/c4ee01138d. S2CID  16131043.
  123. ^ "Jesperkemist/perovskitedatabase". GitHub . 24 يناير 2022 . تم الاسترجاع في 24 يناير 2022 .
  124. ^ "ويكيبيديا أبحاث الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت". جمعية هلمهولتز للمراكز البحثية الألمانية . تم الاسترجاع في 19 يناير 2022 .
  125. ^ T. Jesper Jacobsson; Adam Hultqvist; Alberto García-Fernández; et al. (13 December 2021). "قاعدة بيانات مفتوحة المصدر وأداة تحليل للخلايا الشمسية البيروفسكايتية بناءً على مبادئ بيانات FAIR". Nature Energy . 7 : 107–115. doi : 10.1038/s41560-021-00941-3 . hdl : 10356/163386 . ISSN  2058-7546. S2CID  245175279.
  126. ^ تشاو، ييتشينج؛ هيومويلر، توماس؛ تشانغ، جي يون؛ لوه، جون شنغ؛ كاسيان، أولجا؛ لانجنر، ستيفان؛ كوبفر، كريستيان؛ ليو، بوين؛ تشونج، يو؛ إيليا، جاك؛ أوسفيت، أندريس؛ وو، جيانتشانج؛ ليو، تشاو؛ وان، تشونجكوان؛ جيا، تشونيانج؛ لي، نينغ؛ هاوتش، ينس؛ برابيك، كريستوف جيه. (16 ديسمبر 2021). "هيكل بوليمر موصل ثنائي الطبقة للخلايا الشمسية البيروفسكايتية المستوية مع استقرار تشغيلي لأكثر من 1400 ساعة في درجات حرارة مرتفعة". طاقة الطبيعة . 7 (2): 144-152. رمز Bibcode : 2022NatEn...7..144Z. doi : 10.1038/s41560-021-00953-z. ISSN  2058-7546. S2CID  245285868.
  127. ^ Im, Jeong-Hyeok; Lee, Chang-Ryul; Lee, Jin-Wook; Park, Sang-Won; Park, Nam-Gyu (2011). "خلية شمسية حساسة للنقاط الكمومية من البيروفسكايت بكفاءة 6.5%". Nanoscale . 3 (10): 4088–4093. Bibcode :2011Nanos...3.4088I. doi :10.1039/C1NR10867K. PMID  21897986. S2CID  205795756.
  128. ^ Lee, MM; Teuscher, J.; Miyasaka, T.; Murakami, TN; Snaith, HJ (4 أكتوبر 2012). "خلايا شمسية هجينة فعّالة مبنية على بيروفسكايت هاليد عضوي معدني متوسط ​​البنية". Science . 338 (6107): 643–647. Bibcode :2012Sci...338..643L. doi : 10.1126/science.1228604 . PMID  23042296. S2CID  37971858.
  129. ^ هادلينجتون، سيمون (4 أكتوبر 2012). "طبقة البيروفسكايت تعطي الخلايا الشمسية الهجينة دفعة قوية". عالم الكيمياء RSC .
  130. ^ كيم، هوي-سون؛ لي، تشانج-ريول؛ إيم، جونغ-هيوك؛ لي، كي-بوم؛ موهل، توماس؛ مارشيورو، أريانا؛ مون، سو-جين؛ همفري-بيكر، روبن؛ يام، جون-هو؛ موسر، جاك إي؛ جراتزل، مايكل؛ بارك، نام-جيو (21 أغسطس 2012). "خلية شمسية متوسطة الحجم ذات غشاء رقيق تحت الميكرون ومُحسَّسة بالكامل من يوديد الرصاص والحالة الصلبة بكفاءة تتجاوز 9%". التقارير العلمية . 2 : 591. doi :10.1038/srep00591. PMC 3423636. PMID  22912919 . 
  131. ^ Ball, James M.; Lee, Michael M.; Hey, Andrew; Snaith, Henry J. (2013). "خلايا شمسية من البيروفسكايت ذات البنية الفوقية المتوسطة المعالجة في درجات حرارة منخفضة". Energy & Environmental Science . 6 (6): 1739. doi :10.1039/C3EE40810H.
  132. ^ Saliba, Michael; Tan, Kwan Wee; Sai, Hiroaki; Moore, David T.; Scott, Trent; Zhang, Wei; Estroff, Lara A.; Wiesner, Ulrich; Snaith, Henry J. (31 يوليو 2014). "تأثير بروتوكول المعالجة الحرارية على التبلور والأداء الكهروضوئي لمركبات بيروفسكايت ثلاثية هاليد الرصاص العضوية وغير العضوية". مجلة الكيمياء الفيزيائية ج . 118 (30): 17171-17177. doi :10.1021/jp500717w.
  133. ^ تان، كوان وي؛ مور، ديفيد ت.؛ ساليبا، مايكل؛ ساي، هيرواكي؛ استروف، لارا أ.؛ هانراث، توبياس؛ سنيث، هنري ج.؛ ويزنر، أولريش (27 مايو 2014). "التطور الهيكلي المستحث حراريًا وأداء الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت المصنوع من الألومينا والموجهة ببوليمر الكتل المسامية المتوسطة". ACS Nano . 8 (5): 4730–4739. doi :10.1021/nn500526t. PMC 4046796. PMID  24684494 . 
  134. ^ Burschka, Julian; Pellet, Norman; Moon, Soo-Jin; Humphry-Baker, Robin; Gao, Peng; Nazeeruddin, Mohammad K.; Grätzel, Michael (10 يوليو 2013). "الترسيب المتسلسل كطريق إلى خلايا شمسية عالية الأداء حساسة للبيروفسكايت". Nature . 499 (7458): 316–319. Bibcode :2013Natur.499..316B. doi :10.1038/nature12340. PMID  23842493. S2CID  4348717.
  135. ^ أولغا مالينكيفيتش؛ أسواني يلا؛ يونج هوي لي؛ جييرمو مينجويز إسبالارجاس؛ مايكل جرايتزل؛ محمد ك. نظير الدين؛ هنك ج. بولينك (2013). "خلايا شمسية من البيروفسكايت تستخدم طبقات نقل الشحنة العضوية". مجلة نيتشر فوتونيكس . 8 (2): 128-132. رمز Bibcode :2014NaPho...8..128M. doi :10.1038/nphoton.2013.341. S2CID  121301878.
  136. ^ ليو، مينجزين؛ جونستون، مايكل ب؛ سنيث، هنري ج. (11 سبتمبر 2013). "خلايا شمسية فعالة من البيروفسكايت غير المتجانسة المستوية عن طريق الترسيب بالبخار". نيتشر . 501 (7467): 395-398. رمز Bibcode :2013Natur.501..395L. doi :10.1038/nature12509. PMID  24025775. S2CID  205235359.
  137. ^ ميودونيك، مارك (2 مارس 2014). "لحظة المصباح الكهربائي المصنوع من مادة البيروفسكايت للطاقة الشمسية". الجارديان .
  138. ^ Docampo, Pablo; Ball, James M.; Darwich, Mariam; Eperon, Giles E.; Snaith, Henry J. (12 نوفمبر 2013). "خلايا شمسية فعالة من ثلاثي هاليد البيروفسكايت العضوي المعدني ذات الوصلات المستوية غير المتجانسة على ركائز بوليمر مرنة". Nature Communications . 4 : 2761. Bibcode :2013NatCo...4.2761D. doi : 10.1038/ncomms3761 . PMID  24217714.
  139. ^ Zhou, H.; Chen, Q.; Li, G.; Luo, S.; Song, T.-b.; Duan, H.-S.; Hong, Z.; You, J.; Liu, Y.; Yang, Y. (31 يوليو 2014). "هندسة واجهة الخلايا الشمسية عالية الكفاءة المصنوعة من البيروفسكايت". Science . 345 (6196): 542–546. Bibcode :2014Sci...345..542Z. doi :10.1126/science.1254050. PMID  25082698. S2CID  32378923.
  140. ^ بوش، كيفن أ.؛ بالمستروم، أكسل ف.؛ يو، تشنغشان ج.؛ بوكارد، ماثيو؛ تشياتشاروين، رونغ رونغ؛ مايلوا، جوناثان ب.؛ ماكميكين، ديفيد ب.؛ هوي، روبرت إل زد؛ بيلي، كولين د.؛ ليجتنز، توماس؛ بيترز، إيان ماريوس؛ مينيتشيتي، ماكسميليان سي.؛ رولستون، نيكولاس؛ براسانا، روهيت؛ صوفيا، سارة؛ هارود، دنكان؛ ما، وين؛ موغادام، فرهاد؛ سنيث، هنري ج.؛ بوناسيسي، تونيو؛ هولمان، زاكاري سي.؛ بينت، ستايسي ف.؛ ماكجي، مايكل د. (أبريل 2017). "خلايا شمسية مترادفة من البيروفسكايت/السيليكون أحادية الكفاءة بنسبة 23.6% مع استقرار محسّن". طاقة الطبيعة . 2 (4): 17009. رمز Bibcode : 2017NatEn...217009B. doi : 10.1038/nenergy.2017.9. hdl : 1721.1/118870. S2CID  43925320.
  141. ^ جونج، جيان؛ دارلينج، سيث ب؛ يو، فينجكي (2015). "الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من البيروفسكايت: تقييم دورة حياة الطاقة والتأثيرات البيئية". علوم الطاقة والبيئة . 8 (7): 1953-1968. doi :10.1039/C5EE00615E.
  142. ^ براينت، دانييل؛ أريستدو، نيكولاس؛ بونت، سيباستيان؛ سانشيز-مولينا، إيرين؛ تشوتشونانجاتشافال، ثانا؛ ويلر، سكوت؛ دورانت، جيمس ر؛ حق، سيف أ. (2016). "التحلل الناتج عن الضوء والأكسجين يحد من الاستقرار التشغيلي لخلايا شمسية من ثلاثي يوديد الرصاص ميثيل أمونيوم بيروفسكايت". Energy Environ. Sci . 9 (5): 1655–1660. doi : 10.1039/C6EE00409A . hdl : 10044/1/30873 .
  143. ^ Chun-Ren Ke, Jack; Walton, Alex S.; Lewis, David J.; Tedstone, Aleksander; O'Brien, Paul; Thomas, Andrew G.; Flavell, Wendy R. (2017-05-04). "التحقيق في التحلل في أسطح البيروفسكايت هاليد العضوي المعدني بواسطة مطيافية الأشعة السينية الضوئية الإلكترونية عند ضغط بخار الماء الواقعي". Chem. Commun . 53 (37): 5231–5234. doi : 10.1039/c7cc01538k . PMID  28443866.
  144. ^ Juarez-Perez, Emilio J.; Hawash, Zafer; Raga, Sonia R.; Ono, Luis K.; Qi, Yabing (2016). "التحلل الحراري لبيروفسكايت CH3NH3PbI3 إلى غازات NH3 وCH3I التي لوحظت من خلال تحليل مقياس الوزن الحراري المقترن-مطياف الكتلة". Energy Environ. Sci . 9 (11): 3406–3410. doi : 10.1039/C6EE02016J .
  145. ^ ab Juarez-Perez, Emilio J.; Ono, Luis K.; Maeda, Maki; Jiang, Yan; Hawash, Zafer; Qi, Yabing (2018). "التحلل الضوئي والتحلل الحراري في بيروفسكايتات الرصاص هاليد الميثيل أمونيوم ومبادئ التصميم المستنتج لزيادة استقرار الأجهزة الكهروضوئية". مجلة كيمياء المواد أ . 6 (20): 9604-9612. doi : 10.1039/C8TA03501F .
  146. ^ Juarez-Perez, Emilio J.; Ono, Luis K.; Uriarte, Iciar; Cocinero, Emilio J.; Qi, Yabing (2019). "آلية التحلل والاستقرار النسبي للبيروفسكايتات القائمة على هاليد الميثيل أمونيوم التي تم تحليلها على أساس نظرية الحمض والقاعدة". ACS Applied Materials & Interfaces . 11 (13): 12586–12593. doi : 10.1021/acsami.9b02374 . PMID  30848116.
  147. ^ Juarez-Perez, Emilio J.; Ono, Luis K.; Qi, Yabing (2019). "التحلل الحراري لبيروفسكايتات هاليد الرصاص القائمة على الفورماميدينيوم إلى سيم-تريازين وسيانيد الهيدروجين كما لوحظ من خلال تحليل مطياف الكتلة بالوزن الحراري المقترن". مجلة كيمياء المواد أ . 7 (28): 16912-16919. doi :10.1039/C9TA06058H. S2CID  197047404.
  148. ^ يوان، يونجبو؛ وانج، تشي؛ شاو، يوتشوان؛ لو، هايدونج؛ لي، تاو؛ جروفيرمان، أليكسي؛ هوانج، جينسونج (2016). "التحويل العكسي المدفوع بالحقل الكهربائي بين بيروفسكايت ثلاثي يوديد الرصاص ميثيل الأمونيوم ويوديد الرصاص في درجات حرارة مرتفعة". مواد الطاقة المتقدمة . 6 (2): 1501803. رمز Bibcode : 2016AdEnM...601803Y. doi : 10.1002/aenm.201501803. S2CID  101794508.
  149. ^ اي بي سي ماتيوتشي ، فابيو. سينا، لوسيو؛ لامانا، إنريكو؛ كاكوفيتش، ستيفانيا؛ ديفيتيني، جورجيو؛ ميدجلي، بول أ. دوكاتي, كاترينا ; دي كارلو ، ألدو (2016/12/01). "التغليف لتعزيز الاستقرار على المدى الطويل للخلايا الشمسية البيروفسكايت" (PDF) . طاقة النانو . 30 : 162-172. بيب كود :2016NEne...30..162M. دوى :10.1016/j.nanoen.2016.09.041. اتش دي ال : 2108/210706 .
  150. ^ رولستون، نيكولاس؛ واتسون، بريان إل؛ بيلي، كولين دي؛ ماكجي، مايكل دي؛ باستوس، جواو بي؛ جيلهار، روبرت؛ كيم، جوينج-إيون؛ فاك، دوجين؛ مالاجوسيولا، أرون تيج (2016). "السلامة الميكانيكية للخلايا الشمسية البيروفسكايت المعالجة بالمحلول". رسائل الميكانيكا المتطرفة . 9 : 353-358. رمز Bibcode : 2016ExML....9..353R. doi : 10.1016/j.eml.2016.06.006 . S2CID  42992826.
  151. ^ لي، شيونغ؛ تشومي، مانويل؛ هان، هونغوي؛ بابكير، سعيد سالم؛ الزبيدي، رايسة علي؛ أنصاري، أزهر أحمد؛ حبيب، سامي س.؛ نظير الدين، محمد خاجة؛ ذاكر الدين، شيخ م.؛ جراتزل، مايكل (يونيو 2015). "الأداء الخارجي والاستقرار تحت درجات الحرارة المرتفعة والنقع الضوئي الطويل الأمد للخلايا الكهروضوئية ثلاثية الطبقات المصنوعة من البيروفسكايت المسامي". تكنولوجيا الطاقة . 3 (6): 551-555. doi :10.1002/ente.201500045. S2CID  135641851.
  152. ^ ليتنز ، توماس. إيبيرون، جايلز E.؛ نويل، ناكيتا ك. هابيسرويتينجر، سيفيرين ن؛ بتروزا، أناماريا؛ سنيث، هنري ج. (أكتوبر 2015). “استقرار الخلايا الشمسية هاليد بيروفسكايت المعدنية”. مواد الطاقة المتقدمة . 5 (20): 1500963. بيب كود :2015AdEnM...500963L. دوى :10.1002/aenm.201500963. S2CID  97626956.
  153. ^ غارسيا فرنانديز، ألبرتو؛ خواريز بيريز، إميليو ج.؛ كاسترو غارسيا، سوكورو؛ سانشيز أندوخار، مانويل؛ أونو، لويس ك.؛ جيانغ، يان؛ تشي يابينج (2018). “قياس الاستقرار الكيميائي للبيروفسكايت الهاليد الهجين ثلاثي الأبعاد المختلط بشكل تعسفي لتطبيقات الخلايا الشمسية”. طرق صغيرة . 2 (10): 1800242. دوى : 10.1002/smtd.201800242 .
  154. ^ ab Habisreutinger, Severin N.; Leijtens, Tomas; Eperon, Giles E.; Stranks, Samuel D.; Nicholas, Robin J.; Snaith, Henry J. (2014). "مركبات أنابيب الكربون النانوية/البوليمر كطبقة استخراج ثقوب عالية الاستقرار في الخلايا الشمسية البيروفسكايتية". Nano Letters . xx (x): 5561–8. Bibcode :2014NanoL..14.5561H. doi :10.1021/nl501982b. PMID  25226226.
  155. ^ فان نوردن، ريتشارد (24 سبتمبر 2014). "الخلايا الشمسية الرخيصة تغري الشركات". نيتشر . 513 (7519): 470. Bibcode :2014Natur.513..470V. doi : 10.1038/513470a . PMID  25254454. S2CID  205082350.
  156. ^ Leijtens, Tomas; Eperon, Giles E.; Pathak, Sandeep; Abate, Antonio; Lee, Michael M.; Snaith, Henry J. (2013). "التغلب على عدم استقرار الضوء فوق البنفسجي لثاني أكسيد التيتانيوم الحساس باستخدام الخلايا الشمسية ثلاثية الهاليد العضوية المعدنية ذات البنية الفوقية المتوسطة". Nature Communications . 6 : 2885. Bibcode :2013NatCo...4.2885L. doi : 10.1038/ncomms3885 . PMID  24301460.
  157. ^ Pisoni, Andrea; Jaćimović, Jaćim; Barišić, Osor S.; Spina, Massimo; Gaál, Richard; Forró, László; Horváth, Endre (17 يوليو 2014). "الموصلية الحرارية المنخفضة للغاية في البيروفسكايت الهجين العضوي وغير العضوي CH 3 NH 3 PbI 3 ". مجلة رسائل الكيمياء الفيزيائية . 5 (14): 2488-2492. arXiv : 1407.4931 . Bibcode : 2014arXiv1407.4931P. doi : 10.1021/jz5012109. PMID  26277821. S2CID  33371327.
  158. ^ Zhang, Hong; Cheng, Jiaqi; Lin, Francis; He, Hexiang; Mao, Jian; Wong, Kam Sing; Jen, Alex K.-Y.; Choy, Wallace CH (2016). "أغشية أكسيد النيكل النانوية الخالية من الثقوب والسطحية باستخدام عملية حل في درجة حرارة الغرفة لخلايا شمسية مرنة عالية الأداء من البيروفسكايت مع استقرار جيد وقابلية للتكرار". ACS Nano . 10 (1): 1503–1511. doi :10.1021/acsnano.5b07043. PMID  26688212.
  159. ^ يو، جينغبي؛ منغ، لي؛ سونغ، تسي-بين؛ جو، تزونغ-فانج؛ يانغ، يانغ (مايكل)؛ تشانغ، وي-هسوان؛ هونغ، زيرو؛ تشن، هواجون؛ تشو، هوانبينج (2015). "تحسين استقرار الهواء لخلايا البيروفسكايت الشمسية عبر طبقات نقل أكسيد المعادن المعالجة بالمحلول". تكنولوجيا النانو الطبيعية . 11 (1): 75-81. رمز Bibcode :2016NatNa..11...75Y. doi :10.1038/nnano.2015.230. PMID  26457966.
  160. ^ بواسطة Federico Bella؛ Gianmarco Griffini؛ Juan-Pablo Correa-Baena؛ Guido Saracco؛ Michael Grätzel ؛ Anders Hagfeldt ؛ Stefano Turri؛ Claudio Gerbaldi (2016). "تحسين كفاءة واستقرار الخلايا الشمسية البيروفسكايتية باستخدام الفلوروبوليمرات القابلة للتصلب بالضوء". Science . 354 (6309): 203–206. Bibcode :2016Sci...354..203B. doi :10.1126/science.aah4046. hdl : 11311/1000885 . PMID  27708051. S2CID  26368425.
  161. ^ سيفارام، فارون؛ سترانكس، صموئيل د.؛ سنيث، هنري ج. (2015). "السيليكون المتفوق". العلمية الأمريكية . 313 (يوليو 2015): 44-46. بيب كود :2015SciAm.313a..54S. دوى :10.1038/scientificamerican0715-54.
  162. ^ G. Grancini؛ C. Roldán-Carmona؛ I. Zimmermann؛ E. Mosconi؛ X. Lee؛ D. Martineau؛ S. Narbey؛ F. Oswald؛ F. De Angelis؛ M. Graetzel؛ Mohammad Khaja Nazeeruddin (2017). "خلايا شمسية بيروفسكايت مستقرة لمدة عام واحد من خلال هندسة الواجهة ثنائية الأبعاد / ثلاثية الأبعاد". Nature Communications . 8 (15684): 15684. Bibcode : 2017NatCo...815684G. doi : 10.1038/ncomms15684. PMC 5461484. PMID  28569749 . 
  163. ^ آنا ميلينا كروز. مونيكا ديلا بيريرا (أبريل 2018). “الجيل الجديد من الخلايا الكهروضوئية يدخل السوق، ليتات، برشلونة، 12 أبريل 2018”.
  164. ^ إسلام، م. بوديول؛ ياناجيدا، م.؛ شيراي، ي.؛ نابيتاني، ي.؛ ميانو، ك. (2019). "خلايا شمسية بيروفسكايت MAPbI3 شبه شفافة عالية الثبات مع خرج تشغيلي لمدة 4000 ساعة". مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية . 195 : 323-329. doi : 10.1016/j.solmat.2019.03.004 . S2CID  108779926.
  165. ^ واتسون، بريان إل.؛ رولستون، نيكولاس؛ برينتز، آدم د.؛ دوسكاردت، راينولد هـ. (2017). "خلايا شمسية مركبة من البيروفسكايت المقواة بالسقالة". مجلة علوم الطاقة والبيئة . 10 (12): 2500. doi :10.1039/c7ee02185b.
  166. ^ ""الصمغ الجزيئي"" يقوي نقطة الضعف في الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت". أطلس جديد . 2021-05-10 . تم الاسترجاع في 13 يونيو 2021 .
  167. ^ داي، تشنغ هونغ؛ يادافالي، سرينيفاس ك؛ تشين، مين؛ عباسبورتاميجاني، علي؛ تشي، يوي؛ بادتشر، نيتين ب. (2021-05-07). "تعزيز تقوية الواجهة باستخدام طبقات أحادية مجمعة ذاتيًا يعزز موثوقية الخلايا الشمسية البيروفسكايت". ساينس . 372 (6542): 618-622. رمز Bibcode : 2021Sci...372..618D. doi : 10.1126/science.abf5602. ISSN  0036-8075. PMID  33958474. S2CID  233872843.
  168. ^ أب خينكين ، مارك الخامس. كاتز، يوجين A .؛ أباتي، أنطونيو؛ بارديزا، جورجيو؛ بيري، جوزيف ج. برابيك، كريستوف؛ برونيتي، فرانشيسكا؛ بولوفيتش، فلاديمير؛ بورلينجيم، كوين؛ دي كارلو، ألدو؛ تشيشاروين، رونجرونج؛ تشنغ، يي بينغ. كولزمان، الكسندر. كروس، ستيفان؛ دومانسكي، كونراد. دوزا، ميشال؛ سقط، كريستوفر ج. فورست، ستيفن ر. جالاجان، يوليا؛ دي جيرولامو، دييغو؛ جراتزل، مايكل. هافيلدت، أندرس. إليزابيث فون هوف. هوبي، هارالد. غلاية، جيف؛ كوبلر، هانز. لايت، مارينا س.؛ ليو، شينجزونج (فرانك)؛ لو، يوه لين؛ لوثر، جوزيف م. ما، تشانغ تشي؛ مادسن، مورتن؛ مانسيو، ماتيو؛ ماثرون، موريل. ماكغي، مايكل. ميتزنر، ريكو؛ نظير الدين، محمد خاجة؛ نوغيرا، آنا فلافيا؛ أوداباشي، تشاغلا؛ أوشيروف، آنا؛ بارك، نام جيو؛ ريس، ماثيو O.؛ دي روسي، فرانشيسكا؛ صليبا، مايكل؛ شوبرت، أولريش S .؛ سنيث، هنري J.؛ سترانكس، صموئيل د.؛ تريس، وولفغانغ؛ تروشين، بافيل أ. توركوفيتش، فيدا؛ فينسترا، سيورد؛ فيسولي فيشر، إيريس؛ والش، آرون. واتسون، تريستان؛ شيه، هايبينج؛ يلدريم، رمضان؛ زكيرالدين، الشيخ محمد؛ تشو، كاي؛ ليرا كانتو, مونيكا (يناير 2020). "بيان إجماع لتقييم الاستقرار وإعداد التقارير عن الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من البيروفسكايت استنادًا إلى إجراءات ISOS". مجلة نيتشر إنيرجي . 5 (1): 35-49. رمز Bibcode :2020NatEn...5...35K. doi :10.1038/s41560-019-0529 -5. hdl : 1721.1/136287 . S2CID  211544985.
  169. ^ وانغ، يوشينغ؛ محمودي، تهامينه؛ رو، وون يوب؛ يانغ، هوا يونغ؛ سيو، سونغ هوي؛ بهات، كيسار صديق؛ أحمد، رفيق؛ هان، يون بونج (أكتوبر 2017). "خلايا شمسية بيروفسكايتية عالية الكفاءة ومستقرة للغاية ومُعالَجة بمحلول الهواء المحيط على أساس مركب CH3NH3PbI3−xClx-NiO مع هندسة واجهة Al2O3/NiO". نانو إنرجي . 40 : 408-417. doi :10.1016/j.nanoen.2017.08.047. ISSN  2211-2855.
  170. ^ Getachew Alemu, Anshebo; Alemu, Teketel (2022-12-14), "Recent Development of Lead-Free Perovskite Solar Cells", Recent Advances in Multiple Functional Perovskite Materials , IntechOpen, doi : 10.5772/intechopen.105046 , ISBN 978-1-80355-318-4
  171. ^ أحمد، خورشيد؛ كيم، هايكيونج (مارس 2023). "تحسين الأداء الكهروضوئي واستقرار الخلايا الشمسية البيروفسكايتية ذات بنية الجهاز (ITO/SnO2/CH3NH3PbI3/rGO+spiro-MeOTAD/Au)". علوم وهندسة المواد: ب . 289 : 116227. doi :10.1016/j.mseb.2022.116227. ISSN  0921-5107.
  172. ^ بي، إنبينغ؛ تشن، هان؛ شي، فنغ شيان؛ وو، يونغ تشن؛ تشن، وي؛ سو، يانجي؛ إسلام، أشرفول؛ جراتزل، مايكل؛ يانغ، زودونغ؛ هان، لي يوان (2017-06-12). "هندسة انتشار الأيونات وحاملات الشحنة لخلايا شمسية مستقرة وفعالة من البيروفسكايت". نيتشر كوميونيكيشنز . 8 (1): 15330. رمز Bibcode :2017NatCo...815330B. doi : 10.1038/ncomms15330 . ISSN  2041-1723. PMC 5472713. PMID 28604673  . 
  173. ^ abc "تعزيز الاستقرار في الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت باستخدام مركبات البيروفسكايت/الجرافين الفضي في الطبقة النشطة". doi :10.1021/acsenergylett.8b02201.s001 . تم الاسترجاع في 2023-11-20 .
  174. ^ Duong, Binh; Lohawet, Khathawut; Muangnapoh, Tanyakorn; Nakajima, Hideki; Chanlek, Narong; Sharma, Anirudh; Lewis, David A.; Kumnorkaew, Pisist (2019-06-03). "نانو مركب معالج بدرجة حرارة منخفضة من TiOx/Zn1−xCdxS لإنتاج خلايا شمسية بوليمرية MAPbIxCl1−x وPCDTBT:PC70BM فعالة". Polymers . 11 (6): 980. doi : 10.3390/polym11060980 . ISSN  2073-4360. PMC 6631563. PMID  31163696 . 
  175. ^ أوكاموتو، يوجي؛ فوكوي، ريوتا؛ فوكازاوا، موتوهارو؛ سوزوكي، يوشيكازو (يناير 2017). "طبقة نقل الإلكترون المركبة من أكسيد التيتانيوم/أكسيد التيتانيوم للخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت". رسائل المواد . 187 : 111-113. doi :10.1016/j.matlet.2016.10.090. ISSN  0167-577X.
  176. ^ أب ليو ، فان وي ؛ بيسولد، جيل؛ تشانغ، منغ. لوليس، راشيل؛ كوريا باينا، خوان بابلو؛ تشويه، يو لون؛ لين ، تشيكون (2021-03-01). “إعادة تدوير واستعادة خلايا البيروفسكايت الشمسية”. المواد اليوم . 43 : 185-197. دوى :10.1016/j.mattod.2020.11.024. S2CID  234153396.
  177. ^ تيان، شيويه يو؛ سترانكس، صامويل د؛ يو، فينجكي (2021-06-24). "تقييم دورة حياة استراتيجيات إعادة التدوير لوحدات الطاقة الكهروضوئية المصنوعة من البيروفسكايت". استدامة الطبيعة . 4 (9): 821-829. رمز Bibcode : 2021NatSu...4..821T. doi : 10.1038/s41893-021-00737-z. S2CID  235630649.
  178. ^ يانغ، فينججيو؛ وانغ، شينغهاو؛ داي، بينجفاي؛ تشين، لويانج؛ واكاميا، أتوشي؛ ماتسودا، كازوناري (2021-02-09). "التقدم في إعادة تدوير الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت العضوي وغير العضوي من أجل التصنيع الصديق للبيئة". مجلة كيمياء المواد أ . 9 (5): 2612-2627. doi :10.1039/D0TA07495K. S2CID  233972891.
  179. ^ "إعادة تدوير الألواح الشمسية من الجيل التالي يعزز الكوكب الأخضر". techxplore.com . تم الاسترجاع في 26 يونيو 2021 .
  180. ^ ab Chen, Bo; Fei, Chengbin; Chen, Shangshang; Gu, Hangyu; Xiao, Xun; Huang, Jinsong (6 أكتوبر 2021). "إعادة تدوير الرصاص والموصلات الشفافة من وحدات الطاقة الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت". Nature Communications . 12 (1): 5859. Bibcode :2021NatCo..12.5859C. doi :10.1038/s41467-021-26121-1. PMC 8494795. PMID  34615875 . 
  181. ^ "أفضل مخطط لكفاءة الخلايا البحثية". NREL . تم الاسترجاع في 19 نوفمبر 2021 .
  182. ^ لي زونغكي. تشاو، ينغزهي؛ وانغ شي. لي، يوجينج؛ تشو، هوانبينغ؛ تشين ، تشي (2018/05/24). “تحليل تكلفة الخلايا الكهروضوئية البيروفسكايت الترادفية”. جول . 2 (8): 1559-1572. بيب كود :2018جول...2.1559L. دوى : 10.1016/j.joule.2018.05.001 . S2CID  234153396.
  183. ^ abc Snaith, Henry J.; Abate, Antonio; Ball, James M.; Eperon, Giles E.; Leijtens, Tomas; Noel, Nakita K.; Wang, Jacob Tse-Wei; Wojciechowski, Konrad; Zhang, Wei; Zhang, Wei (2014). "الهستيريسيس الشاذ في الخلايا الشمسية البيروفسكايتية". مجلة رسائل الكيمياء الفيزيائية . 5 (9): 1511-1515. doi :10.1021/jz500113x. PMID  26270088.
  184. ^ abcd Unger, Eva L.; Hoke, Eric T.; Bailie, Colin D.; Nguyen, William H.; Bowring, Andrea R.; Heumuller, Thomas; Christoforo, Mark G.; McGehee, Michael D. (2014). "التباطؤ والسلوك العابر في قياسات التيار والجهد للخلايا الشمسية الماصة الهجينة المصنوعة من البيروفسكايت". الطاقة والعلوم البيئية . 7 (11): 3690-3698. doi :10.1039/C4EE02465F.
  185. ^ سولار ديزاين
  186. ^ ايون مونجر
  187. ^ نويل ، ناكيتا ك. أباتي، أنطونيو؛ سترانكس، صموئيل د.؛ باروت، إليزابيث س.؛ بورلاكوف، فيكتور م.؛ جوريلي، آلان؛ سنيث، هنري ج. (2014). “تعزيز اللمعان الضوئي وأداء الخلايا الشمسية عبر تخميل قاعدة لويس لمركبات هاليد بيروفسكايت الرصاص العضوية وغير العضوية”. ايه سي اس نانو . 8 (10): 9815-9821. دوى :10.1021/nn5036476. بميد  25171692.
  188. ^ اباتي ، أنطونيو. صليبا، مايكل؛ هولمان، ديريك J .؛ سترانكس، صموئيل د.؛ فويتشيكوفسكي، كونراد؛ أفوليو، روبرتو؛ جرانسيني، جوليا؛ بتروزا، أناماريا؛ سنيث، هنري ج. (11 يونيو 2014). “تخميل رابطة الهالوجين فوق الجزيئية للخلايا الشمسية هاليد بيروفسكايت العضوية وغير العضوية”. رسائل النانو . 14 (6): 3247-3254. بيب كود :2014NanoL..14.3247A. دوى :10.1021/nl500627x. بميد  24787646.
  189. ^ يوجين زيمرمان. وونغ، كا كان؛ مولر، مايكل. هو، هاو؛ إهرنريش، فيليب؛ كولشتات، ماركوس. فورفل، أولي؛ ماستروياني، سيمون. ماثيازجان، جاياثري؛ هينش، أندرياس. غوجار، تانجي ب. ثلاكات، موكوندان؛ بفادلر، توماس. شميدت ميندي، لوكاس (2016). “توصيف خلايا البيروفسكايت الشمسية: نحو بروتوكول قياس موثوق”. مواد APL . 4 (9): 091901. بيب كود :2016APLM....4i1901Z. دوى : 10.1063/1.4960759 .
  190. ^ Zimmermann, Eugen (2018-08-20). "مستودع GitHub". GitHub .
  191. ^ Rühle, Sven (2017). "The detailed balance limit of perovskite/silicon and perovskite/CdTe tandem solar cells". Physica Status Solidi A. 214 ( 5): 1600955. Bibcode :2017PSSAR.21400955R. doi :10.1002/pssa.201600955. S2CID  126339380.
  192. ^ فيرنر، جيريمي؛ نيسن، بيورن؛ باليف، كريستوف (يناير 2018). "خلايا شمسية مترادفة من البيروفسكايت/السيليكون: زواج المصلحة أم قصة حب حقيقية؟ - نظرة عامة". واجهات المواد المتقدمة . 5 (1): 1700731. doi :10.1002/admi.201700731. S2CID  139745316.
  193. ^ تشن، بو؛ تشنغ، شياوبنج؛ باي، يانغ؛ بادتشر، نيتين ب؛ هوانج، جينسونج (يوليو 2017). "التقدم في الخلايا الشمسية الترادفية القائمة على البيروفسكايتات العضوية غير العضوية الهجينة". مواد الطاقة المتقدمة . 7 (14): 1602400. رمز Bibcode : 2017AdEnM...702400C. doi : 10.1002/aenm.201602400 .
  194. ^ لال، نيراج ن.؛ دخيسي، ياسمينا؛ لي، وي؛ هو، تشيتشنغ؛ تشنغ، يي بينج؛ باخ، أودو (سبتمبر 2017). "خلايا شمسية مترادفة من البيروفسكايت". مواد الطاقة المتقدمة . 7 (18): 1602761. رمز Bibcode :2017AdEnM...702761L. doi :10.1002/aenm.201602761. S2CID  99748711.
  195. ^ بيلي ، كولن د. كريستوفورو، م. جريسون؛ ميلوا، جوناثان ب. بورينج، أندريا ر. أنغر، إيفا L.؛ نجوين، وليام H.؛ بورشكا، جوليان؛ بيليه، نورمان؛ لي، جونغوو Z .؛ جراتزل، مايكل. نوفي، روميل؛ بوناسيسي، تونيو؛ ساليو، ألبرتو؛ ماكغي، مايكل د. (2015). “خلايا شمسية بيروفسكايت شبه شفافة للترادف مع السيليكون و CIGS”. بيئة الطاقة. الخيال العلمي . 8 (3): 956-963. دوى :10.1039/c4ee03322a. أوستي  1220721. S2CID  98057129.
  196. ^ لوبر ، فيليب. مون، سو جين؛ نيكولاس، سيلفيا مارتن دي؛ نيسن، بيورن؛ لدنسكي، مارتن؛ نيكولاي، سيلفان؛ بيلات، جوليان؛ يم، جون هو؛ وولف، ستيفان دي (2015). “الخلايا الشمسية الترادفية الهاليدية العضوية وغير العضوية / السيليكون البلوري ذات الأربع أطراف”. فيز. الكيمياء. الكيمياء. فيز . 17 (3): 1619-1629. بيب كود :2014PCCP...17.1619L. دوى :10.1039/c4cp03788j. بميد  25437303.
  197. ^ ويرنر ، جيريمي. دوبوي، جاي؛ والتر، أرنو؛ لوبر، فيليب. مون، سو جين؛ نيكولاي، سيلفان؛ Morales-Masis, مونيكا ; دي وولف، ستيفان. نيسن، بيورن؛ باليف، كريستوف (أكتوبر 2015). “القطب الخلفي المتناثر مع شفافية النطاق العريض للخلايا الشمسية البيروفسكايت”. مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية . 141 : 407-413. بيب كود :2015SEMSC.141..407W. دوى :10.1016/j.solmat.2015.06.024.
  198. ^ Duong, The؛ Lal, Niraj؛ Grant, Dale؛ Jacobs, Daniel؛ Zheng, Peiting؛ Rahman, Shakir؛ Shen, Heping؛ Stocks, Matthew؛ Blakers, Andrew؛ Weber, Klaus؛ White, Thomas P.؛ Catchpole, Kylie R. (مايو 2016). "خلية شمسية شبه شفافة من البيروفسكايت مع أقطاب أمامية وخلفية متقطعة لتراند بأربعة أطراف". مجلة IEEE للخلايا الكهروضوئية . 6 (3): 679-687. doi :10.1109/JPHOTOV.2016.2521479. hdl : 1885/111684 . S2CID  12959943.
  199. ^ ويرنر ، جيريمي. بارود، لوريس. والتر، أرنو؛ برونينجر، ماتياس؛ سهلي، فلوران؛ ساكيتو، دافيد؛ تيترولت، نيكولاس؛ بافيت سالومون، برتراند؛ مون، سو جين؛ أليبي، كريستوف؛ ديسبيسي، ماتيو؛ نيكولاي، سيلفان؛ دي وولف، ستيفان. نيسن، بيورن؛ باليف، كريستوف (3 أغسطس 2016). “خلايا البيروفسكايت الشمسية الفعالة القريبة من الأشعة تحت الحمراء الشفافة التي تتيح المقارنة المباشرة بين الخلايا الترادفية من البيروفسكايت/السيليكون ذات 4 محطات ومتجانسة”. رسائل الطاقة ACS . 1 (2): 474-480. دوى : 10.1021/acsenergylett.6b00254 .
  200. ^ ab Duong, The; Wu, YiLiang; Shen, Heping; Peng, Jun; Fu, Xiao; Jacobs, Daniel; Wang, Er-Chien; Kho, Teng Choon; Fong, Kean Chern; Stocks, Matthew; Franklin, Evan; Blakers, Andrew; Zin, Ngwe; McIntosh, Keith; Li, Wei; Cheng, Yi-Bing; White, Thomas P.; Weber, Klaus; Catchpole, Kylie (يوليو 2017). "بيروفسكايت متعدد الروبيديوم مع فجوة نطاق محسّنة لترادف بيروفسكايت-سيليكون بكفاءة تزيد عن 26%". مواد الطاقة المتقدمة . 7 (14): 1700228. رمز Bibcode :2017AdEnM...700228D. doi :10.1002/AENM.201700228. S2CID  99098643.
  201. ^ أب أيدين، إركان؛ باستياني، ميشيل دي؛ يانغ، شينبو؛ سجاد، محمد؛ الجمعان، فيصل؛ سميرنوف، يوري؛ الهذلي، محمد نجيب؛ ليو، ونزهو؛ ألين، توماس ج. شو، لوجيا؛ كيرشافير، إيمانويل فان (2019). “أقطاب أكسيد الإنديوم Zr-Doped (IZRO) الشفافة للخلايا الشمسية الترادفية القائمة على البيروفسكايت”. المواد الوظيفية المتقدمة . 29 (25): 1901741. دوى :10.1002/adfm.201901741. اتش دي ال : 10754/652829 . S2CID  145876795.
  202. ^ راميريز كويروز، سيزار عمر؛ شين، ييلي؛ سلفادور، مايكل؛ فوربريتش، كارين؛ شرينكر، نادين؛ سبيروبولوس، جورج د؛ هيمولر، توماس؛ ويلكنسون، بنيامين؛ كيرشارتز، توماس؛ سبيكر، إردمان؛ فيرليندن، بيير جيه؛ تشانغ، شيولينج؛ جرين، مارتن أ؛ هو بيلي، أنيتا؛ برابيك، كريستوف جيه. (2018). "موازنة الخسائر الكهربائية والبصرية لخلايا شمسية فعالة من سي بيروفسكايت رباعية الأطراف مع أقطاب نفاذية معالجة بالمحلول". مجلة كيمياء المواد أ . 6 (8): 3583-3592. doi :10.1039/C7TA10945H. hdl : 10754/626847 .
  203. ^ شين، هيبينج؛ دوونج، ذا؛ بينج، جون؛ جاكوبس، دانيال؛ وو، ناندي؛ جونج، جونبو؛ وو، ييليانج؛ كاروتوري، سيفا كريشنا؛ فو، شياو؛ ويبر، كلاوس؛ شياو، زودونج؛ وايت، توماس ب؛ كاتشبول، كايلي (2018). "خلايا شمسية مترادفة من البيروفسكايت/سي آي جي إس مكدسة ميكانيكيًا بكفاءة 23.9% وحساسية منخفضة للأكسجين". الطاقة والعلوم البيئية . 11 (2): 394-406. doi :10.1039/C7EE02627G.
  204. ^ تشن، بين؛ بايك، سي-وونج؛ هو، يي؛ أيدين، إركان؛ دي باستياني، ميشيل؛ شيفيل، بنيامين؛ بروب، أندرو؛ هوانج، زيرو؛ وي، مينجيانج؛ وانج، يا-كون؛ جونج، إيوي-هيوك (2020-03-09). "مسار بصري محسن وطول انتشار الإلكترون يمكّنان من الترادفات عالية الكفاءة من البيروفسكايت". Nature Communications . 11 (1): 1257. Bibcode :2020NatCo..11.1257C. doi :10.1038/s41467-020-15077-3. PMC 7062737. PMID  32152324 . 
  205. ^ ميلوا ، جوناثان ب. بيلي، كولن د.؛ جوهلين، اريك C .؛ هوك، اريك T.؛ آكي، أوستن J.؛ نجوين، وليام H.؛ ماكغي، مايكل د.؛ بوناسيسي ، تونيو (23/03/2015). “خلية شمسية متعددة الوصلات من البيروفسكايت/السيليكون ذات طرفين يتم تمكينها بواسطة تقاطع نفق السيليكون”. رسائل الفيزياء التطبيقية . 106 (12): 121105. بيب كود :2015ApPhL.106l1105M. دوى :10.1063/1.4914179. اتش دي ال : 1721.1/96207 . S2CID  108771599.
  206. ^ ألبريشت ، ستيف. صليبا، مايكل؛ كوريا باينا، خوان بابلو؛ لانج، فيليكس. كيجلمان، لوكاس؛ ميوز، ماتياس؛ ستاير، لودميلا. أباتي، أنطونيو؛ رابيتش، يورغ. كورتي، لارس؛ شلاتمان، روتجر. نظير الدين، محمد خاجة؛ هافيلدت، أندرس. جراتزل، مايكل. ريش، بيرند (2016). “الخلايا الشمسية الترادفية المتجانسة من البيروفسكايت / السيليكون غير المتجانسة تتم معالجتها عند درجة حرارة منخفضة”. علوم الطاقة والبيئة . 9 (1): 81-88. دوى :10.1039/C5EE02965A.
  207. ^ Werner, Jérémie; Weng, Ching-Hsun; Walter, Arnaud; Fesquet, Luc; Seif, Johannes Peter; De Wolf, Stefaan; Niesen, Bjoern; Ballif, Christophe (24 ديسمبر 2015). "خلية شمسية مترادفة فعالة من البيروفسكايت/السيليكون بمساحة خلية >1 سم". مجلة رسائل الكيمياء الفيزيائية . 7 (1): 161–166. doi :10.1021/acs.jpclett.5b02686. PMID  26687850.
  208. ^ بوش، كيفن أ.؛ بيلي، كولين د.؛ تشين، يي؛ بورينغ، أندريا ر.؛ وانغ، وي؛ ما، وين؛ ليجتنز، توماس؛ موغدام، فرهاد؛ ماكجي، مايكل د. (مايو 2016). "الاستقرار الحراري والبيئي للخلايا الشمسية شبه الشفافة المصنوعة من البيروفسكايت للمركبات الترادفية التي تم تمكينها بواسطة طبقة عازلة للجسيمات النانوية المعالجة بالمحلول وإلكترود إيثانول أمين مرشوش". المواد المتقدمة . 28 (20): 3937-3943. رمز Bibcode : 2016AdM....28.3937B. doi : 10.1002/adma.201505279. PMID  26880196. S2CID  14643245.
  209. ^ بوش ، كيفن أ. بالمستروم، أكسل ف. يو، تشنغشان J.؛ بوكارد، ماتيو؛ تشيشاروين، رونجرونج؛ ميلوا، جوناثان ب. ماكميكين، ديفيد ب. هوي، روبرت LZ. بيلي، كولن د.؛ ليتنز، توماس؛ بيترز، إيان ماريوس؛ مينيتشيتي، ماكسميليان C .؛ رولستون، نيكولاس. براسانا، روهيت؛ صوفيا، سارة؛ هاروود، دنكان. ما ون؛ مقدم، فرهاد؛ سنيث، هنري J.؛ بوناسيسي، تونيو؛ هولمان، زاكاري C.؛ بنت، ستايسي F.؛ ماكغي، مايكل د. (2017). “23.6% خلايا شمسية ترادفية من البيروفسكايت/السيليكون متجانسة الكفاءة مع تحسين الاستقرار”. طاقة الطبيعة . 2 (4): 17009. رمز Bibcode : 2017NatEn...217009B. doi : 10.1038/nenergy.2017.9. hdl : 1721.1/118870 . S2CID  43925320.
  210. ^ سهلي ، فلوران. ويرنر، جيريمي. كامينو، بريت أ؛ برونينجر، ماتياس؛ مونارد، رافائيل. بافيت سالومون، برتراند؛ بارود، لوريس. دينغ، لورا؛ دياز ليون، خوان J.؛ ساكيتو، دافيد؛ كاتانيو، جيانلوكا؛ ديسبيسي، ماتيو؛ بوكارد، ماتيو؛ نيكولاي، سيلفان؛ جانجروس، كوينتين؛ نيسن، بيورن؛ باليف، كريستوف (11 يونيو 2018). "خلايا شمسية ترادفية من البيروفسكايت / السيليكون متجانسة بالكامل مع كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 25.2٪" (PDF) . مواد الطبيعة . 17 (9): 820-826. بيب كود :2018NatMa..17..820S. doi :10.1038/s41563-018-0115-4. PMID  29891887. S2CID  48360906.
  211. ^ Osborne, Mark (25 يونيو 2018) Oxford PV ترفع كفاءة تحويل الخلايا الشمسية الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت إلى 27.3% Archived 2018-07-24 at the Wayback Machine . pv-tech.org
  212. ^ Hou, Yi; Aydin, Erkan; De Bastiani, Michele; Xiao, Chuanxiao; Isikgor, Furkan H.; Xue, Ding-Jiang; Chen, Bin; Chen, Hao; Bahrami, Behzad; Chowdhury, Ashraful H.; Johnston, Andrew (2020-03-06). "خلايا شمسية مترادفة فعّالة مع بيروفسكايت معالج بالمحلول على سيليكون بلوري محكم". Science . 367 (6482): 1135–1140. Bibcode :2020Sci...367.1135H. doi :10.1126/science.aaz3691. hdl : 10754/661949 . PMID  32139544. S2CID  212560453.
  213. ^ Subbiah, Anand S.; Isikgor, Furkan H.; Howells, Calvyn T.; De Bastiani, Michele; Liu, Jiang; Aydin, Erkan; Furlan, Francesco; Allen, Thomas G.; Xu, Fuzong; Zhumagali, Shynggys; Hoogland, Sjoerd (2020-09-11). "خلايا شمسية عالية الأداء من البيروفسكايت أحادية الوصلة ومركبة من البيروفسكايت/السيليكون عبر طلاء الفتحات والقالب". ACS Energy Letters . 5 (9): 3034–3040. doi :10.1021/acsenergylett.0c01297. hdl : 10754/664695 . S2CID  225497627.
  214. ^ ab Aydin, Erkan; Allen, Thomas G.; De Bastiani, Michele; Xu, Lujia; Ávila, Jorge; Salvador, Michael; Van Kerschaver, Emmanuel; De Wolf, Stefaan (2020-09-14). "التفاعل بين درجة الحرارة وطاقات فجوة النطاق على الأداء الخارجي للخلايا الشمسية الترادفية من البيروفسكايت/السيليكون". طاقة الطبيعة . 5 (11): 851-859. رمز Bibcode :2020NatEn...5..851A. doi :10.1038/s41560-020-00687-4. hdl : 10754/665149 . S2CID  224974516.
  215. ^ ليو، جيانج؛ أيدين، إركان؛ يين، جون؛ باستياني، ميشيل دي؛ إيسيكجور، فوركان هـ؛ رحمان، عتيق أور؛ ينجل، إمري؛ أوغور، إسما؛ هاريسون، جورج ت؛ وانج، مينجكونج؛ جاو، ياجون (2021-11-29). "خلية شمسية مترادفة من البيروفسكايت/السيليكون ذات كفاءة 28.2% ومستقرة للاستخدام في الهواء الطلق". جول . 5 (12): 3169–3186. رمز Bibcode :2021Joule...5.3169L. doi : 10.1016/j.joule.2021.11.003 . hdl : 10754/674009 . ISSN  2542-4785. S2CID  244767353.
  216. ^ دومي، إيزابيل (10 يناير 2020) الخلايا الشمسية الترادفية تحطم رقمًا قياسيًا جديدًا. physicsworld.com
  217. ^ شانكار، جي؛ كومار، بي؛ برادان، بي (2022-12-01). "خلية شمسية مترادفة ثنائية الطرف من مادة البيروفسكايت بالكامل بكفاءة 32.3% من خلال المحاكاة العددية". مجلة المواد اليوم للاستدامة . 20 : 100241. رمز Bibcode : 2022MTSus..2000241S. doi : 10.1016/j.mtsust.2022.100241. ISSN  2589-2347. S2CID  252700385.
  218. ^ ديكمان ، جوناس. كابريوجليو، بيترو؛ فوتشر، موريتز ه.؛ لو كوري، فنسنت م.؛ رايشرت، سيباستيان. جايزر، فرانك؛ أرفيند، مالافيكا؛ تورو، لورينا بيرديغون؛ جوتيريز بارتيدا، إميليو؛ بينيا كامارغو، فرانسيسكو؛ ديبل، كارستن. إيرلر، برونو. غير قديم، توماس؛ كيرتشارتز، توماس. نيهر ، ديتر (أغسطس 2021). “المسارات نحو خلايا بيروفسكايت الشمسية ذات الوصلة الواحدة الفعالة بنسبة 30% ودور الأيونات المتنقلة”. آر آر إل الشمسية . 5 (8): 2100219. دوى : 10.1002/solr.202100219 . ISSN  2367-198X. S2CID  235601081.
  219. ^ مانرز، ديفيد. (2016-05-25) إلكترونيكس ويكلي. إلكترونيكس ويكلي. تم الاسترجاع في 2018-04-11.
  220. ^ Eperon, Giles E.; Leijtens, Tomas; Bush, Kevin A.; Prasanna, Rohit; Green, Thomas; Wang, Jacob Tse-Wei; McMeekin, David P.; Volonakis, George; Milot, Rebecca L. (2016-11-18). "خلايا ضوئية مترادفة من البيروفسكايت والبيروفسكايت ذات فجوات نطاقية مُحسَّنة". Science . 354 (6314): 861–865. arXiv : 1608.03920 . Bibcode :2016Sci...354..861E. doi :10.1126/science.aaf9717. PMID  27856902. S2CID  28954845.
  221. ^ ماكميكين ، ديفيد ب. الصدوقي، جولناز؛ الرحمن، وقاص؛ إيبيرون، جايلز E.؛ صليبا، مايكل؛ هورانتنر، ماكسيميليان T.؛ حاجيراد، أمير؛ ساكاي، نوبويا؛ كورتي، لارس؛ ريش، بيرند. جونستون، مايكل ب. هيرز، لورا م. سنيث ، هنري ج. (2016-01-08). “ممتص البيروفسكايت المختلط من الكاتيون المختلط للخلايا الشمسية الترادفية”. علوم . 351 (6269): 151-155. بيب كود :2016Sci...351..151M. دوى : 10.1126/science.aad5845 . بميد  26744401. S2CID  206643942.
  222. ^ Zhao, Dewei; Yu, Yue; Wang, Changlei; Liao, Weiqiang; Shrestha, Niraj; Grice, Corey R.; Cimaroli, Alexander J.; Guan, Lei; Ellingson, Randy J. (2017). "ممتصات البيروفسكايت المختلطة ذات فجوة النطاق المنخفضة من يوديد القصدير والرصاص مع أعمار حاملة طويلة للخلايا الشمسية الترادفية من البيروفسكايت بالكامل". Nature Energy . 2 (4): 17018. Bibcode :2017NatEn...217018Z. doi :10.1038/nenergy.2017.18. OSTI  1371834. S2CID  136139811.
  223. ^ تيان، شيويه يو؛ سترانكس، صامويل د؛ يو، فينجكي (2020-07-01). "استخدام الطاقة في دورة حياة الخلايا الشمسية الترادفية عالية الأداء والآثار البيئية المترتبة على ذلك". تقدم العلوم . 6 (31): eabb0055. رمز Bibcode :2020SciA....6...55T. doi :10.1126/sciadv.abb0055. PMC 7399695. PMID 32789177  . 
  224. ^ تشن، هاو؛ ماكسويل، ايدان. لي، تشونغوين؛ تيل، سام؛ تشن بن. تشو، تونغ؛ أوجور، إسما؛ هاريسون، جورج. مبشرة، لوك؛ وانغ، جانكي؛ وانغ، زيوي. تسنغ، ليوي. بارك، سو مين؛ تشن، لي. سيرليس ، بيتر (2022/11/15). “إن تنظيم إمكانات السطح يزيد من الجهد في ترادفات البيروفسكايت”. طبيعة . 613 (7945): 676-681. دوى :10.1038/s41586-022-05541-z. اتش دي ال : 10754/685774 . ردمك  1476-4687. بميد  36379225. S2CID  253551396.
  225. ^ "شركة وارسو للألواح الشمسية تصبح أول شركة في العالم تبدأ إنتاج تكنولوجيا البيروفسكايت الثورية". www.thefirstnews.com .
  226. ^ "هل يمكن للمادة الشمسية الجديدة الأكثر إثارة أن ترقى إلى مستوى التوقعات؟". MIT Technology Review . تم الاسترجاع في 2021-11-20 .
  227. ^ ab Schmidt-Mende, Lukas; Dyakonov, Vladimir; Olthof, Selina; Ünlü, Feray; Lê, Khan Moritz Trong; Mathur, Sanjay; Karabanov, Andrei D.; Lupascu, Doru C.; Herz, Laura M.; Hinderhofer, Alexander; Schreiber, Frank (2021-10-01). "خريطة الطريق لأشباه الموصلات والأجهزة الهجينة العضوية وغير العضوية من البيروفسكايت". مواد APL . 9 (10): 109202. رمز Bibcode : 2021APLM....9j9202S. doi : 10.1063/5.0047616 . S2CID  240026499.
  228. ^ "أكسفورد للطاقة الكهروضوئية تكمل بناء مصنع بقدرة 100 ميجاوات". مجلة بي في الدولية . 2021-07-23 . تم الاسترجاع في 2024-11-04 .
  229. ^ "بيروفسكايت: بلورة عجيبة قادرة على تحويل الطاقة الشمسية". cosmosmagazine.com . تم الاسترجاع في 2021-11-20 .
  230. ^ كاجال ، بريانكا. فيرما، بوبيش؛ فاداجا، ساتيا جانجادارا راو؛ بوار، ساتفاشيل (2021). “تحليل تكاليف وحدات البيروفسكايت القابلة للتطوير المعتمدة على الكربون باستخدام تقنية من الأسفل إلى الأعلى”. التحديات العالمية . 6 (2). دوى : 10.1002/gch2.202100070 . بمك 8812919 . بميد  35140980. S2CID  240476544. 
  231. ^ "تا-دا! أصبح مبنى لوبلين أول مبنى في العالم مغطى بألواح من البيروفسكايت 'كاسرة الشمس'". www.thefirstnews.com .
  232. ^ "خلايا شمسية من البيروفسكايت". Energy.gov . تم الاسترجاع في 2022-11-21 .

قراءة إضافية

  • شياو، كه؛ لين، رينكسينج؛ هان، كياولي؛ هو، يي؛ تشين، تشن يوان؛ نجوين، هيو T.؛ ون، جين؛ وي، مينغيانغ؛ يدو، فيشال؛ سعيدامينوف، مخسود الأول؛ جاو، يوان؛ لو، شين؛ وانغ، يوروي؛ جاو، هان؛ تشانغ، تشونفنغ. شو، يونيو؛ تشو، جيا؛ سارجنت، إدوارد هـ؛ تان ، هيرين (نوفمبر 2020). "الخلايا الشمسية الترادفية البيروفسكايت بكفاءة معتمدة بنسبة 24.2٪ ومساحة تزيد عن 1 سم 2 باستخدام مضادات الأكسدة الزويتيريونية المثبتة على السطح". طاقة الطبيعة . 5 (11): 870-880. بيب كود :2020NatEn...5..870X. دوى :10.1038/s41560-020-00705-5. S2CID  223569048.
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=خلية_شمسية_من_البيروفسكايت&oldid=1258339324"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate