En teknik för att ytterligare accelerera kommersialiseringen av Colloidal Quantum Dot (CQD) Photovoltaic (PV) enheter, som förväntas bli nästa generations fotovoltaiska enheter, har utvecklats.

DGIST meddelade nyligen att ett forskarlag med professor Jongmin Choi från Institutionen för energivetenskap och teknik och professor Edward H. Sargent från University of Toronto har identifierat orsaken till prestandaförsämringen i CQD PV-enheter och utvecklat en materialbearbetningsmetod som kan stabilisera enheternas prestanda.

Kvantprickar har utmärkt ljusabsorbans och kan absorbera ljus över ett brett spektrum av våglängder. Därav, de har uppmärksammats som ett nyckelmaterial för nästa generations solcellsapparater. Särskilt, kvantprickar är ljusa, flexibel, och innebär låga bearbetningskostnader; därför, de kan ersättas genom att komplettera nackdelarna med kiselsolceller som för närvarande används

I detta avseende flera studier om fotoelektrisk konverteringseffektivitet (PCE) har genomförts i syfte att förbättra prestandan för CQD PV -enheter. Dock, mycket få studier har fokuserat på att förbättra stabiliteten hos dessa enheter, som är nödvändigt för kommersialiseringsprocessen. Särskilt, få studier har använt CQD PV-enheten vid Maximum Power Point, som är den faktiska driftsmiljön för PV -enheter.

För det här syftet, forskargruppen undersökte orsakerna till prestandaförsämring genom att kontinuerligt utsätta dem för belysning och syre under långa tidsperioder, liknande verkliga driftsförhållanden, för att förbättra den stabilitet som krävs för det faktiska kommersialiseringsstadiet av CQD PV-enheter. Som ett resultat, det identifierades att jodjonerna på ytan av kvantprickfastämnena avlägsnades via oxidation, vilket resulterar i bildandet av ett oxidskikt. Detta oxidskikt resulterade i deformation av kvantpunktstrukturen, därigenom minskar anordningens effektivitet.

Forskargruppen utvecklade en ligandsubstitutionsmetod med kalium (K) för att förbättra enhetens låga effektivitet. Ligand hänvisar till joner eller molekyler som binder till den centrala atomen i ett komplex som liknar en gren. Här, kaliumjodid, som förhindrar oxidation av jod, utplacerades på ytan av kvantprickfasta ämnen för att genomgå en substitutionsprocess. Som ett resultat av tillämpningen av den uppfunna metoden, enheten bibehöll sin kontinuerliga prestanda på över 80 %, vilket är dess initiala effektivitetsgrad, i 300 timmar. Denna siffra är en siffra som är högre än förutbestämd prestanda hittills.

Professor Jongmin Choi från DGIST sa, "Studien ska visa att CQD PV-enheten kan fungera mer stabilt i den faktiska driftsmiljön, " och kommenterade vidare, "Resultaten förväntas ytterligare accelerera kommersialiseringen av CQD PV-enheten."

Resultaten av denna studie publicerades den 20 februari, i en världsledande, internationell akademisk tidskrift Avancerade material . Professor Jongmin Choi från Energy Science &Engineering Department of DGIST deltog i denna studie som huvudförfattare.