به گزارش تابش کوثر، سلول‌های پروسکایت که اغلب به عنوان پیشرفت بزرگ انرژی خورشیدی شناخته می‌شوند، جایگزینی سبک برای فناوری خورشیدی مبتنی بر سیلیکون محسوب می‌شوند. ساختار انعطاف‌پذیر آنها امکان استفاده در خودروها و تلفن‌های همراه را به صورت یک لایه چاپی فراهم می‌کند تا در حین حرکت شارژ شوند.
با این حال، پروسکایت‌ها معایب بزرگی دارند. مهم‌ترین مشکل این سلول‌ها، تجزیه سریع آنها به دلیل واکنش‌های شیمیایی با رطوبت هواست که منجر به نشت ید می‌شود.
اکنون گروهی از پژوهشگران راه‌حلی برای این مشکل یافته‌اند. آنها با قرار دادن نانوذرات درون پروسکایت‌ها، سلولی جدید تولید کردند که ۱۵۳۰ ساعت دوام دارد؛ تقریباً ۱۰ برابر بیشتر از طرح‌های قبلی سلول‌های خورشیدی پروسکایت. این یافته‌ها در ۲۰ فوریه در نشریه EES Solar منتشر شد.
ایمالکا جایاواردنا، پژوهشگر موسسه فناوری پیشرفته دانشگاه سوری در بریتانیا و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «با پرداختن به این چالش‌های رایج در فناوری خورشیدی پروسکایت، پژوهش ما درهای جدیدی را به روی تولید انرژی خورشیدی ارزان‌تر، کارآمدتر و در دسترس‌تر باز می‌کند.» او افزود: «آنچه ما در اینجا به آن دست یافته‌ایم، گامی مهم به سوی توسعه سلول‌های خورشیدی با کارایی بالا است که می‌توانند در شرایط واقعی دوام بیاورند و ما را به استفاده تجاری از این فناوری در مقیاس جهانی نزدیک‌تر می‌کند.»
افزایش استفاده از انرژی خورشیدی
به عنوان سریع‌ترین و ارزان‌ترین شکل انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی نقش کلیدی در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ایفا می‌کند. با این حال، رشد این فناوری به دلیل وابستگی آن به سیلیکون، که منبعی محدود و پرهزینه است، با چالش‌هایی مواجه است.
دانشمندان برای رفع این محدودیت به توسعه جایگزین‌هایی مانند پروسکایت روی آورده‌اند — نسخه‌های مصنوعی کریستال‌های اکسید کلسیم تیتانیوم که با هزینه‌ای بسیار کمتر تولید می‌شوند. اما برخلاف سلول‌های سیلیکونی که می‌توانند دهه‌ها دوام بیاورند، سلول‌های خورشیدی پروسکایت تنها حدود ۱۰۰ ساعت عمر می‌کنند که کارایی آنها را به شدت محدود می‌سازد.
در مطالعه جدید، دانشمندان به دنبال راهی برای مهار یدی بودند که از پروسکایت‌ها نشت می‌کند. راه‌حل آنها افزودن نانوذرات اکسید آلومینیوم در حین ساخت سلول‌ها بود. این روش نه‌تنها از نشت ید جلوگیری کرد، بلکه ساختاری یکنواخت‌تر و رساناتر از نظر الکتریکی ایجاد نمود.
پس از آزمایش این سلول‌ها در شرایط گرما و رطوبت شدید، پژوهشگران دریافتند که سلول‌های اصلاح‌شده توانستند برای بیش از دو ماه (۱۵۳۰ ساعت) عملکرد بالای خود را حفظ کنند، که در مقایسه با عمر ۱۶۰ ساعته سلول‌های پروسکایت بدون بهبود، پیشرفتی چشمگیر محسوب می‌شود.
پژوهشگران قصد دارند به تحقیقات خود در زمینه این روش جدید ادامه دهند تا ببینند آیا می‌توان این دستاوردها را بیشتر گسترش داد یا خیر.
هاشینی پررا، پژوهشگر موسسه فناوری پیشرفته و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: «یک دهه پیش، ایده سلول‌های خورشیدی پروسکایت که بتوانند این مدت طولانی در شرایط واقعی دوام بیاورند، دست‌نیافتنی به نظر می‌رسید.» او افزود: «با این پیشرفت‌ها، ما در حال گشودن راه‌های جدیدی در زمینه پایداری و عملکرد هستیم و فناوری پروسکایت را یک گام دیگر به سمت تبدیل شدن به یک راه‌حل انرژی در مقیاس وسیع نزدیک‌تر کرده‌ایم.»
م/110*
نظر شما