Студијата опишува нов тандем со целосно перовскит соларни ќелија која има потенцијал да обезбеди ефтин и поефикасен начин за искористување на сончевата енергија за генерирање електрична енергија
Нашето потпирање на необновливиот извор на енергија наречени фосилни горива како јаглен, нафта, гас има огромно негативно влијание врз човештвото и животната средина. Согорувањето на фосилните горива го зголемува ефектот на стаклена градина и предизвикува глобално затоплување, ги уништува живеалиштата, предизвикува загадување на воздухот, водата и земјиштето и влијае на јавното здравје. Постои итна потреба да се изгради одржлива технологија која може да помогне моќ светот користи чиста енергија. Соларна енергија технологијата е еден таков метод кој има способност да ја искористи сончевата светлина - најзастапениот обновлив извор на енергија - и да ја претвори во електрична енергија или енергија. Поволните фактори на соларни енергијата во смисла на корист за луѓето и животната средина одиграа клучна улога во промовирањето на употребата на соларни енергија.
Силиконот е најчесто користениот материјал за изработка соларни клетки во соларни панели кои се достапни на пазарот денес. Фотоволтаичниот процес на соларни ќелиите можат да ја трансформираат сончевата светлина во електрична енергија без дополнителна употреба на гориво. Дизајн и ефикасност на силикон соларни панелите значително се подобрија со децении поради напредокот во производството и технологијата. Фотоволтаичната ефикасност на а соларни ќелијата е дефинирана како дел од енергијата што е во форма на сончева светлина и која може да се претвори во електрична енергија. Фотоволтаичната ефикасност и вкупните трошоци се двата главни ограничувачки фактори во соларни панели денес.
Освен силикон соларни клетки, тандем соларни Достапни се и ќелии во кои се користат специфични ќелии кои се оптимизирани за секој дел од сончевиот спектар, што доведува до зголемување на вкупната ефикасност. Материјалот наречен перовскити се смета за подобар од силициумот во апсорпција на високо-енергетски сини фотони од сончевата светлина, т.е. друг дел од сончевиот спектар. Перовскитите се поликристален материјал (обично метиламониум олово трихалид (CH3NH3PbX3, каде што X е атом на јод, бром или хлор). врвот кој може да апсорбира жолти, црвени и блиски инфрацрвени фотони заедно со перовскитните ќелии со што речиси двојно го зголемува производството на енергија.
Во новата студија објавена во наука На 3 мај истражувачите за прв пат ги развија сите соларни ќелии со тандем перовскити кои даваат ефикасност до 25 проценти. Овој материјал се нарекува олово-калај мешан перовскит филм со јаз со низок опсег ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; FA за формамидиниум и MA за метиламониум). Калајот има недостаток што реагира со кислородот од воздухот, создавајќи дефекти во кристалната решетка што може да го наруши движењето на електричното полнење во соларни ќелијата со што се ограничува ефикасноста на клетката. Истражувачите пронајдоа начин да спречат калај во перовскитот да реагира со кислород. Тие користеа хемиско соединение наречено гванидиниум тиоцијанат за значително да ги подобрат структурните и оптоелектронските својства на перовскитните фолии со нископојасна празнина со олово-калај. Соединението гванидиниум тиоцијанат ги обложува перовскитните кристалити во соларни апсорбирачки филм со што се спречува кислородот да влезе внатре за да реагира со калај. Ова веднаш ја зголемува ефикасноста на соларната ќелија од 18 на 20 проценти. Исто така, кога овој нов материјал беше комбиниран со конвенционално користен горен перовскит слој со висока апсорпција, ефикасноста дополнително се зголеми на 25 проценти.
Тековната студија за прв пат го опишува дизајнот на тандем соларни ќелии со користење на сите тенки слоеви на перовскит и оваа технологија еден ден би можела да го замени силиконот во соларните ќелии. Новиот материјал е со висок квалитет, ефтин и неговата изработка е поедноставна, а цената е ниска во споредба со тандем ќелиите од силикон и силикон-перовскит. Перовскитите се вештачки материјал во споредба со силиконот, а соларните панели базирани на перовскити се флексибилни, лесни и полутранспарентни. Иако на сегашниот материјал ќе му треба малку време за да ја надмине ефикасноста на технологијата на силикон-перовскит. Сепак, поликристалните фолии базирани на перовскит имаат потенцијал за дизајнирање тандем соларни ќелии кои би можеле да обезбедат ефикасност до 30 проценти додека другите фактори ги одржуваат непречени. Потребни се дополнителни студии за да се направи материјалот робустен, постабилен и исто така може да се рециклира за да се намали влијанието врз животната средина. Секторот за соларна енергија е еден од најбрзо растечките и крајната цел е да се открие ветувачка алтернатива за чиста енергија.
***
{Можете да го прочитате оригиналниот истражувачки труд со кликнување на врската DOI дадена подолу во списокот со цитирани извори}
Извор (и)
Tong J. et al. 2019 Работниот век на носачот од >1 μs во перовскитите Sn-Pb овозможуваат ефикасни соларни ќелии со тандем со сите перовскити. Наука, 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911
