Study describes a novel all-perovskite tandem diellor cell which has the potential to provide inexpensive and more efficient way to harness Sun’s energy to generate electrical power
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 technology is one such method which has the capability to harness Sun’s light – the most abundant renewable source of energy – and convert it into electrical energy or power. The advantageous factors of diellor energy in terms of benefitting humans and environment have played a key role in promoting use of diellor energjisë.
Siliconi është materiali që përdoret zakonisht për të bërë diellor qelizat në panele diellore that are available in the market today. The photovoltaic process of diellor cells can transform sunlight into electricity without additional use of any fuel. Design and efficiency of silicon diellor panels has significantly improved over decades due to advancements in manufacturing and technology. The photovoltaic efficiency of a diellor cell is defined as the portion of the energy which is in the form of sunlight and which can be converted into electricity. Photovoltaic efficiency and overall costs are the two main limiting factors in diellor panels today.
Apart from silicon diellor cells, tandem diellor cells are also available in which specific cells are used which are optimized for every section of the Sun’s spectrum thereby leading to increase in overall efficiency. A material called perovskites is considered better than silicon in absorbing high-energy blue photons from sunlight i.e. another part of the Sun’s spectrum. Perovskites are polycrystalline material (generally methylammonium lead trihalide (CH3NH3PbX3, where X is iodine, bromine or chlorine atom). Perovskites are easy to process into sunlight-absorbing layers. Earlier studies have combined silicon and perovskites into solar cells i.e. having silicon cells on the top which can absorb yellow, red and near infrared photons along with perovskite cells thus almost doubling the production of power.
Në një studim të ri të botuar në Shkencë on May 3 researchers have for the first time developed all perovskites tandem solar cells which give efficiency of up to 25 percent. This material is called lead-tin mixed low-band gap perovskite film ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; FA for formamidinium and MA for methylammonium). Tin has the disadvantage of reacting with oxygen from air creating defects in the crystalline lattice which can disrupt movement of electrical charge in the diellor cell thereby limiting cell’s efficiency. Researchers found a way to prevent tin in perovskite from reacting with oxygen. They used a chemical compound called guanidinium thiocyanate to significantly improve structural and optoelectronic properties of lead-tin mixed low-band gap perovskite films. The compound guanidinium thiocyanate coats perovskite crystallites in the diellor absorbing film thus preventing oxygen from going inside to react with tin. This straightaway enhances efficiency of the solar cell from 18 to 20 percent. Also, when this new material was combined with conventionally used high-absorbing top perovskite layer, the efficiency further increased to 25 percent.
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
