Studimi përshkruan një tandem të ri të gjithë perovskitit diellor qelizë e cila ka potencialin për të ofruar një mënyrë të lirë dhe më efikase për të shfrytëzuar energjinë e Diellit për të gjeneruar energji elektrike
Mbështetja jonë në burimet jo të rinovueshme të energji të quajtura lëndë djegëse fosile si qymyri, nafta, gazi ka pasur një ndikim të jashtëzakonshëm negativ në njerëzimin dhe mjedisin. Djegia e lëndëve djegëse fosile shton efektin serë dhe shkakton ngrohjen globale, shkatërron habitatet, shkakton ndotjen e ajrit, ujit dhe tokës dhe ndikon në shëndetin publik. Ekziston një nevojë urgjente për të ndërtuar teknologji të qëndrueshme e cila mund të ndihmojë pushtet bota duke përdorur energji të pastër. Energji diellore teknologjia është një metodë e tillë që ka aftësinë për të shfrytëzuar dritën e Diellit - burimi më i bollshëm i rinovueshëm i energjisë - dhe ta shndërrojë atë në energji elektrike ose energji elektrike. Faktorët e favorshëm të diellor energjia në drejtim të përfitimit të njerëzve dhe mjedisit kanë luajtur një rol kyç në promovimin e përdorimit të diellor energjisë.
Siliconi është materiali që përdoret zakonisht për të bërë diellor qelizat në panele diellore që gjenden sot në treg. Procesi fotovoltaik i diellor qelizat mund të transformojnë rrezet e diellit në energji elektrike pa përdorur shtesë të ndonjë karburanti. Dizajni dhe efikasiteti i silikonit diellor panelet janë përmirësuar ndjeshëm gjatë dekadave për shkak të përparimeve në prodhim dhe teknologji. Efikasiteti fotovoltaik i a diellor qeliza përkufizohet si pjesa e energjisë që është në formën e dritës së diellit dhe që mund të shndërrohet në energji elektrike. Efikasiteti fotovoltaik dhe kostot e përgjithshme janë dy faktorët kryesorë kufizues në diellor panelet sot.
Përveç silikonit diellor qeliza, tandem diellor Ekzistojnë gjithashtu qeliza në të cilat përdoren qeliza specifike të cilat janë të optimizuara për çdo seksion të spektrit të Diellit, duke çuar kështu në rritjen e efikasitetit të përgjithshëm. Një material i quajtur perovskite konsiderohet më i mirë se silikoni në thithjen e fotoneve blu me energji të lartë nga rrezet e diellit, pra një pjesë tjetër e spektrit të Diellit. Perovskitet janë materiale polikristaline (përgjithësisht trihalid i plumbit metilamoni (CH3NH3PbX3, ku X është jod, brom ose atom klori). maja e cila mund të thithë fotone të verdha, të kuqe dhe afër infra të kuqe së bashku me qelizat perovskite duke pothuajse dyfishuar prodhimin e fuqisë.
Në një studim të ri të botuar në Shkencë Më 3 maj studiuesit kanë zhvilluar për herë të parë të gjitha qelizat diellore tandem perovskite të cilat japin efikasitet deri në 25 për qind. Ky material quhet film perovskite i përzier me kallaj plumbi me brez të ulët ((FASnI3) 0.6 MAPbI3) 0.4; FA për formamidinium dhe MA për metilamonium). Kallaji ka disavantazhin e reagimit me oksigjenin nga ajri duke krijuar defekte në rrjetën kristalore të cilat mund të prishin lëvizjen e ngarkesës elektrike në diellor qelizë duke kufizuar kështu efikasitetin e qelizës. Studiuesit gjetën një mënyrë për të parandaluar reagimin e kallajit në perovskit me oksigjenin. Ata përdorën një përbërje kimike të quajtur tiocianat guanidinium për të përmirësuar ndjeshëm vetitë strukturore dhe optoelektronike të filmave të perovskitit të përzier me kallaj me brez të ulët. Komponimi i guanidiniumit tiocianat mbulon kristalitet perovskite në diellor film thithës duke parandaluar kështu oksigjenin që të hyjë brenda për të reaguar me kallaj. Kjo e rrit menjëherë efikasitetin e qelizës diellore nga 18 në 20 për qind. Gjithashtu, kur ky material i ri u kombinua me shtresën e sipërme të perovskitit me absorbim të lartë të përdorur në mënyrë konvencionale, efikasiteti u rrit më tej në 25 përqind.
Studimi aktual përshkruan për herë të parë dizajnin e qelizave diellore tandem duke përdorur të gjitha shtresat e hollë të perovskitit dhe kjo teknologji një ditë mund të zëvendësojë silikonin në qelizat diellore. Materiali i ri është i cilësisë së lartë, është i lirë dhe prodhimi i tij është më i thjeshtë, ndërsa kostoja është e ulët në krahasim me qelizat tandem silikon dhe silikon-perovskit. Perovskitet janë materiale të prodhuara nga njeriu në krahasim me silikon dhe panelet diellore me bazë perovskite janë fleksibël, të lehtë dhe gjysmë transparent. Megjithëse materiali aktual do të marrë pak kohë për të tejkaluar efikasitetin e teknologjisë së silikon-perovskitit. Megjithatë, filmat polikristaline me bazë perovskite kanë potencialin për të projektuar qeliza diellore të njëpasnjëshme të cilat mund të ofrojnë efikasitet deri në 30 për qind duke mbajtur të papenguar faktorët e tjerë. Studime të mëtejshme nevojiten për ta bërë materialin të fortë, më të qëndrueshëm dhe gjithashtu të riciklueshëm për të reduktuar ndikimin në mjedis. Sektori i energjisë diellore është një nga sektorët me rritje më të shpejtë dhe qëllimi përfundimtar është zbulimi i një alternative premtuese për energjinë e pastër.
***
{Mund të lexoni punimin origjinal kërkimor duke klikuar lidhjen DOI të dhënë më poshtë në listën e burimeve të cituara}
Burimi (s)
Tong J. et al. Jetëgjatësia e bartësit 2019 prej >1 μs në perovskite Sn-Pb mundësojnë qeliza diellore të njëpasnjëshme të të gjithë perovskitit. Science, 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911
