Evaluating lead-based vs. lead-free perovskites for environmentally sustainable indoor photovoltaics
Notice bibliographique
Résumé
Indoor photovoltaics (IPVs) based on halide perovskites (HPs) and derivatives (HPDs) hold great promise for powering the vast infrastructure of Internet-of-Things (IoT) smart devices. While lead-based IPVs deliver cutting-edge performance, environmental concerns have spurred research into lead-free alternatives. However, the environmental sustainability of these IPV technologies remains underexplored, with the current lead-based versus lead-free debate confined to elemental considerations, overlooking life-cycle impacts and practical IPV requirements. This study presents the first comparative life-cycle assessment (LCA) addressing the lead-based vs. lead-free HP/HPD IPV dilemma, examining the environmental sustainability of absorbers, precursors, functional layers, and fabrication steps. A modelling framework is introduced to evaluate the net environmental gains (NEGs) of IPVs compared to the conventional battery-centric approach for powering smart devices. Our findings suggest that lead-free HP/HPD IPVs are not inherently more eco-friendly than their lead-based counterparts. We demonstrate that Pb- and Sn-based IPVs can achieve NEGs after just 3–4 weeks and 4–6 weeks, respectively, significantly outperforming mainstream IPVs. In contrast, the NEGs of Sb- and Bi-based IPVs align with mainstream IPVs, limiting their viability unless efficiencies increase to ∼40 %. Key strategies to enhance the eco-friendliness of HP/HPD IPVs and policy considerations for Pb-based IPVs in IoT applications are outlined.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».