به گزارش تابش کوثر، این دستاورد نه تنها رکورد جدیدی در زمینه تبدیل انرژی خورشیدی به شمار میرود، بلکه نشاندهنده تحول چشمگیر پروسکایت است. پروسکایت که زمانی مادهای ناکارآمد تلقی میشد، اکنون به یکی از امیدوارکنندهترین مواد در صنعت انرژی خورشیدی تبدیل شده است.
این ماده که در قرن نوزدهم کشف شد، به دلیل ساختار کریستالی غیرمعمول خود همواره باعث تحیر دانشمندان بوده است. در ابتدای تحقیقات فتوولتائیک، سلولهای خورشیدی پروسکایت بازدهی پایین و پایداری کمتری داشتند و برای استفاده تجاری مناسب نبودند. کار با این ماده به دلیل تخریب سریع در شرایط محیطی مانند گرما و رطوبت، توسط بسیاری از محققان «غیرممکن» تلقی میشد. با این حال، پیشرفتهای اخیر در مهندسی مواد، پروسکایت را به یکی از مواد امیدوارکننده در ساخت سلولهای خورشیدی تبدیل کرده است.
دانشمندان دانشگاه نرمال شمالغربی چین با ترکیب یک سلول بالایی مبتنی بر پروسکایت و یک سلول پایینی از جنس مس-ایندیم-گالیم-سلنید (CIGS)، سلول خورشیدی تاندمی ساختند که قادر به جذب طیف وسیعتری از نور خورشید است. لایه پروسکایت نیمهشفاف این سلول، امکان عبور بخشی از نور به لایه پایینی CIGS را فراهم میکند. این ساختار چندلایهای به سلول اجازه میدهد تا فوتونهای پرانرژی و کمانرژی را به طور همزمان جذب کند و بازدهی تبدیل انرژی را بهینهسازی نماید.
محققان با استفاده از روش حلال-آنیلینگ دیمتیل سولفوکسید (DMSO) و اعمال حرارت دو مرحلهای، موفق به بهبود کیفیت لایه پروسکایت شدند. این فرآیند منجر به ایجاد فیلم پروسکایتی با خلوص بالا، اندازه دانههای بزرگتر و بدون آلودگی یدید سرب شد. بازدهی سلول بالایی پروسکایت نیمهشفاف به ۲۱.۲۶ درصد و ضریب دووجهی آن به ۹۲.۲ درصد رسید. در نهایت، بازدهی کلی سلول تاندم به ۲۹.۳۶ درصد افزایش یافت.
این پیشرفت میتواند آینده انرژی خورشیدی را متحول کند. افزایش بازدهی سلولهای تاندم پروسکایت-CIGS امکان تولید انرژی بیشتر در فضای کمتر را فراهم میکند و به ساخت پنلهای خورشیدی کوچکتر، سبکتر و ارزانتر منجر میشود. این فناوری همچنین مشکل اصلی پروسکایت، یعنی پایداری کم، را تا حد زیادی برطرف کرده است.
محققان چینی با بهبود بلورینگی و حذف ناخالصیها، گام مهمی در جهت افزایش دوام و قابلیت تجاری سلولهای خورشیدی مبتنی بر پروسکایت برداشتهاند. این فناوری میتواند نقش کلیدی در تسریع انتقال جهانی به سمت انرژیهای پاک و کاهش وابستگی به پنلهای سیلیکونی سنتی ایفا کند.
م/110*
نظر شما