جهشی بزرگ برای تولید سلول های خورشیدی پروسکایتی با راندمان بالا

این مقاله که در تاریخ 6 سپتامبر 2022 در دانشگاه لینشوپینگ نوشته شده است به این موضوع پرداخته است که سلول های خورشیدی ساخته شده از موادی به نام "پروسکیت" در حال افزایش بازده سلول های خورشیدی سنتی مبتنی بر سیلیکون هستند. در عین حال، مزایایی مانند کم هزینه بودن و زمان بازپرداخت انرژی در مدت کوتاه را دارند. با این حال، چنین سلول های خورشیدی مشکلاتی با پایداری دارند، چیزی که محققان دانشگاه لینشوپینگ، همراه با همکاران بین المللی خود، اکنون موفق به حل آن شده اند. نتایجی که در مجله Science منتشر شده است، گام بزرگی در مسیر جستجوی سلول های خورشیدی نسل بعدی است.

فنگ گائو، استاد دپارتمان فیزیک، شیمی و زیست شناسی در دانشگاه لینشوپینگ می گوید نتایج ما فرصت های جدیدی را برای توسعه سلول های خورشیدی کارآمد و پایدار ایجاد می کند.

پروسکایت ها، مواد کریستالی با پتانسیل بالایی برای کمک به حل کمبود انرژی در جهان هستند. آنها ارزان هستند، راندمان بالا و وزن کمی دارند. با این حال، سلول های خورشیدی پروسکایت می توانند به سرعت تخریب شوند و ساخت سلول های خورشیدی مبتنی بر پروسکایت با کارایی بالا با پایداری لازم امکان پذیر نبوده است.

به نظر می رسد بین راندمان بالا و پایداری در سلول های خورشیدی مبتنی بر پروسکایت تعادلی وجود دارد. تیانکای ژانگ، یکی از نویسندگان اصلی مقاله منتشر شده در مجله Science معتقد است که سلول های خورشیدی پروسکایتی با راندمان بالا، پایداری پایینی دارند.

روند بررسی:

هنگامی که انرژی خورشیدی در سلول های خورشیدی مبتنی بر پروسکایت به الکتریسیته تبدیل می شود، معمولاً به یک یا چند لایه انتقال بار نیاز است. اینها مستقیماً در کنار لایه پروسکایت در سلول خورشیدی قرار دارند. لایه های انتقال بار آلی، اغلب به مولکول های کمکی نیاز دارند تا بتوانند همانطور که در نظر گرفته شده عمل کنند. این ماده به عنوان "مواد دوپ شده" توصیف شده است.

فرآیند دوپ شدن ماده، به معنای اضافه شدن ذرات ناخالص در یک ماده است تا به خاصیت مورد نظر برسد، به عنوان مثال به مواد پلیمری، ذرات فلزی اضافه میشود تا به پلیمر هادی تبدیل شوند.

خاصیت انعطاف پذیری و سبک بودن:

سلول های خورشیدی مبتنی بر پروسکایت را می توان به طرق مختلف مورد استفاده قرار داد و زمینه های کاربردی زیادی دارند.

یکی از مزایای استفاده از پروسکایت ها این است که سلول های خورشیدی ساخته شده نازک هستند، به این معنی که آنها سبک و انعطاف پذیر هستند. آنها همچنین می توانند نیمه شفاف باشند. برای مثال، می توان سلول های خورشیدی مبتنی بر پروسکایت را روی پنجره های بزرگ یا نمای ساختمان اعمال کرد درحالیکه سلول های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون برای استفاده در این روش بسیار سنگین هستند.

بنابراین میتوانیم در ساخت و ساز های شهری، از این مزیت سلول های خورشیدی استفاده کنیم تا کیفیت بهتری از زندگی شهری را تجربه کنیم.