Inilalarawan ng pag-aaral ang isang nobelang all-perovskite tandem ng araw cell na may potensyal na magbigay ng mura at mas mahusay na paraan upang magamit ang enerhiya ng Sun upang makabuo ng kuryente
Ang aming pag-asa sa hindi nababagong mapagkukunan ng lakas tinatawag na fossil fuel tulad ng karbon, langis, gas ay nagkaroon ng napakalaking negatibong epekto sa sangkatauhan at kapaligiran. Ang pagsunog ng mga fossil fuel ay nagdaragdag sa greenhouse effect at nagiging sanhi ng global warming, sumisira sa mga tirahan, nagdudulot ng polusyon sa hangin, tubig at lupa at nakakaapekto sa kalusugan ng publiko. May isang agarang pangangailangan na bumuo ng napapanatiling teknolohiya na makakatulong sa kapangyarihan mundo gamit ang malinis na enerhiya. Enerhiyang solar Ang teknolohiya ay isa sa mga pamamaraan na may kakayahang magamit ang liwanag ng Araw – ang pinakamaraming nababagong mapagkukunan ng enerhiya – at i-convert ito sa elektrikal na enerhiya o kapangyarihan. Ang mga kapaki-pakinabang na salik ng ng araw enerhiya sa mga tuntunin ng benepisyo ng mga tao at kapaligiran ay may mahalagang papel sa pagtataguyod ng paggamit ng ng araw lakas.
Ang silikon ay ang karaniwang ginagamit na materyal sa paggawa ng araw mga cell sa solar panel na magagamit sa merkado ngayon. Ang proseso ng photovoltaic ng ng araw ang mga cell ay maaaring gawing kuryente ang sikat ng araw nang walang karagdagang paggamit ng anumang gasolina. Disenyo at kahusayan ng silikon ng araw Ang mga panel ay makabuluhang napabuti sa mga dekada dahil sa mga pagsulong sa pagmamanupaktura at teknolohiya. Ang kahusayan ng photovoltaic ng a ng araw Ang cell ay tinukoy bilang bahagi ng enerhiya na nasa anyo ng sikat ng araw at maaaring ma-convert sa kuryente. Ang kahusayan ng photovoltaic at pangkalahatang mga gastos ay ang dalawang pangunahing salik na naglilimita sa ng araw mga panel ngayon.
Bukod sa silicon ng araw mga cell, magkasunod ng araw Available din ang mga cell kung saan ginagamit ang mga partikular na cell na na-optimize para sa bawat seksyon ng spectrum ng Araw na humahantong sa pagtaas sa pangkalahatang kahusayan. Ang isang materyal na tinatawag na perovskite ay itinuturing na mas mahusay kaysa sa silicon sa pagsipsip ng mataas na enerhiya na asul na mga photon mula sa sikat ng araw ie isa pang bahagi ng spectrum ng Araw. Ang mga perovskites ay polycrystalline na materyal (karaniwan ay methylammonium lead trihalide (CH3NH3PbX3, kung saan ang X ay iodine, bromine o chlorine atom). Ang mga perovskite ay madaling iproseso upang maging mga layer na sumisipsip ng sikat ng araw. Ang mga naunang pag-aaral ay pinagsama ang silicon at perovskites sa mga solar cell ie pagkakaroon ng mga silicon cells sa tuktok na maaaring sumipsip ng dilaw, pula at malapit sa infrared na mga photon kasama ng mga perovskite cell kaya halos doble ang produksyon ng kapangyarihan.
Sa isang bagong pag-aaral na nai-publish sa agham noong Mayo 3 ang mga mananaliksik ay sa unang pagkakataon na binuo ang lahat ng perovskites tandem solar cells na nagbibigay ng kahusayan ng hanggang 25 porsiyento. Ang materyal na ito ay tinatawag na lead-tin mixed low-band gap perovskite film ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; FA para sa formamidinium at MA para sa methylammonium). Ang lata ay may kawalan ng pagtugon sa oxygen mula sa hangin na lumilikha ng mga depekto sa mala-kristal na sala-sala na maaaring makagambala sa paggalaw ng mga singil sa kuryente sa ng araw cell sa gayon nililimitahan ang kahusayan ng cell. Nakahanap ang mga mananaliksik ng isang paraan upang maiwasan ang pag-react ng lata sa perovskite sa oxygen. Gumamit sila ng chemical compound na tinatawag na guanidinium thiocyanate upang makabuluhang mapabuti ang istruktura at optoelectronic na mga katangian ng lead-tin mixed low-band gap perovskite films. Ang compound guanidinium thiocyanate coats perovskite crystallites sa ng araw sumisipsip ng pelikula kaya pinipigilan ang oxygen na pumasok sa loob upang tumugon sa lata. Agad nitong pinahuhusay ang kahusayan ng solar cell mula 18 hanggang 20 porsyento. Gayundin, kapag ang bagong materyal na ito ay pinagsama sa karaniwang ginagamit na mataas na sumisipsip na top perovskite layer, ang kahusayan ay tumaas pa sa 25 porsiyento.
Ang kasalukuyang pag-aaral ay naglalarawan sa unang pagkakataon na disenyo ng tandem solar cells gamit ang lahat ng perovskite thin-films at ang teknolohiyang ito ay maaaring isang araw na palitan ang silicon sa mga solar cell. Ang bagong materyal ay may mataas na kalidad, ay mura at ang pagkakagawa nito ay mas simple habang ang gastos ay mababa kumpara sa silicon at silicon-perovskites tandem cells. Ang mga perovskite ay gawa ng tao na materyal kumpara sa silicon at ang mga perovskite na nakabase sa solar panel ay flexible, magaan, at semi-transparent. Kahit na ang kasalukuyang materyal ay magtatagal ng ilang oras upang malampasan ang kahusayan ng teknolohiya ng silikon-perovskite. Gayunpaman, ang mga polycrystalline na pelikula na nakabatay sa perovskite ay may potensyal para sa pagdidisenyo ng mga tandem solar cell na maaaring magbigay ng kahusayan ng hanggang 30 porsyento habang pinapanatili ang iba pang mga kadahilanan na hindi hadlangan. Ang mga karagdagang pag-aaral ay kailangan upang gawing matatag, mas matatag at marerecycle din ang materyal upang mabawasan ang epekto sa kapaligiran. Ang sektor ng enerhiya ng solar ay isa sa pinakamabilis na paglaki at ang pinakalayunin ay makatuklas ng isang promising alternatibo para sa malinis na enerhiya.
***
{Maaari mong basahin ang orihinal na papel ng pananaliksik sa pamamagitan ng pag-click sa link ng DOI na ibinigay sa ibaba sa listahan ng (mga) binanggit na pinagmulan}
Pinagmulan (s)
Tong J. et al. 2019 Ang mga tagal ng carrier na >1 μs sa Sn-Pb perovskites ay nagbibigay-daan sa mahusay na all-perovskite tandem solar cells. Agham, 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911
