Röntgendirektdetektoren gewinnen aufgrund ihrer hohen Energieauflösung und Systemintegration in der medizinischen Diagnostik zunehmend an Bedeutung. In den letzten Jahren haben metallfreie Halogenid-Perowskite (MFPs) aufgrund ihrer strukturellen Abstimmbarkeit und Biokompatibilität an Bedeutung gewonnen. Bestehende Geräte benötigen jedoch häufig hohe Betriebsspannungen, um die Ladungsträgerausnutzungseffizienz zu verbessern. Dies kann zu Kristallschäden und Ionenmigration führen und ihre Anwendungsmöglichkeiten einschränken.
Das Forschungsteam um Prof. Jin Zhiwen an der Fakultät für Physik der Universität Lanzhou hat eine Reihe neuartiger MFP-Materialien entwickelt, indem es die Ionenstrukturen an verschiedenen Gitterplätzen strategisch reguliert. Dieser Ansatz optimiert die internen Kristallwechselwirkungen und verbessert die Gerätestabilität unter hohen elektrischen Feldern und intensiver Strahlung deutlich (wie inAngew. Chem. Int. Ed.2022, 2023;Adv. Mater.2023;Nano Lett.2023;npj Flexible Electron.2024).
Kürzlich schlug das Team eineSelbstversorgende ErkennungsstrategieSie nutzten den Bulk-Photovoltaik-Effekt (BPVE). Durch die Reduzierung der Kationensymmetrie an der A-Stelle induzierten sie Kristallpolarität, um die internen Polarisationsfelder zu verstärken und so eine effiziente Ladungsträgertrennung und -sammlung ohne externe Spannung zu ermöglichen. Das resultierende Gerät erreichte eine ultrahohe Empfindlichkeit bei 0 V Vorspannung und war Vorreiter eines "in-Sensor-Computing"-Bildgebungsverfahrens für Hochleistungs-Röntgensysteme. Diese Ergebnisse wurden veröffentlicht inFortschrittliche Materialien(2025,37, 2502335).
Photolumineszenzbasierte Bildgebung der impliziten Leerlaufspannung für die Vor-Ort-Prüfung von Perowskit-Solarzellen
Ein Team der University of New South Wales (UNSW) hat eine berührungslose Methode zur Überwachung von Perowskit-Solarzellen (PSCs) im Freien entwickelt.Photolumineszenz (PL)-BildgebungUndimplizite Leerlaufspannung (iVOC)-MappingDieser Ansatz ermöglicht eine räumliche Echtzeitanalyse der Leistungsverschlechterung unter natürlichem Sonnenlicht – eine Premiere für die quantitative iVOC-Bildgebung im Außenbereich.
Herkömmliche PL-Bildgebung erfordert dunkle Umgebungen, um Störungen durch Umgebungslicht zu vermeiden. Im Gegensatz dazu nutzt diese Technik Sonnenlicht als Anregungsquelle und einen schmalen Bandpassfilter (BPF), um PL-Signale zu isolieren. Das Team validierte die Technik in Sydney an 5 cm × 5 cm großen Minimodulen und 0,06 cm² großen Zellen (s ...<5 % iVOC-Fehlerdurch Single-BPF-Kalibrierung. Das kostengünstige Setup umfasst eine astronomische CMOS-Kamera, Industrieobjektive und handelsübliche optische Filter.
Laut dem leitenden Forscher Félix Gayot liefert diese Methode räumliche Einblicke in Degradationsmechanismen (z. B. Änderungen des Kontaktwiderstands, nicht-strahlende Rekombination), die mit herkömmlichen Freilandmessungen (Effizienz, Füllfaktor) nicht erfasst werden können. Zukünftige Arbeiten werden die Technik auf Konzentrator-Photovoltaik (CPV) und Tandem-Solarzellen ausweiten.
Von Bill Gates unterstützte Partnerschaft stellt Weltrekord für Perowskit-Solareffizienz auf
Das US-amerikanische National Renewable Energy Laboratory (NREL) und CubicPV, finanziert von Bill Gates, haben eineRekord-zertifizierte Effizienz von 24,0 %für ein Perowskit-Photovoltaik-Mikromodul. Dieser Meilenstein stellt einen entscheidenden Schritt hin zur Industrialisierung der Solartechnologie der dritten Generation dar.
Perowskit-Materialien bieten gegenüber Silizium Vorteile:geringere Herstellungskosten,leichte Flexibilitätund einer theoretischen Effizienzgrenze von 33 %. Das Mikromodul nutzt miteinander verbundene Zellen, um hohe Effizienz mit großflächiger Skalierbarkeit in Einklang zu bringen – eine Herausforderung für die Kommerzialisierung von Perowskiten. Innovationen in der Dünnschichtabscheidung und im Schnittstellendesign ermöglichten diesen Durchbruch.
Weltweit nimmt die Perowskit-Forschung Fahrt auf:
China: Hainan University (27,32 % Wirkungsgrad), Nanjing University (28,2 % für reine Perowskit-Tandemzellen).
Anwendungen: Gebäudeintegrierte PV (BIPV), tragbare Elektronik und fahrzeugintegrierte PV.
Durch eine optimierte Herstellung könnten Perowskite die Systemkosten senken und die Nutzung erneuerbarer Energien ausweiten.
