دانشمندان بریتانیایی عمر سلول‌های خورشیدی را به میزان ۶۶٪ افزایش داده و کارایی را ۲۳٪ افزایش دادند
پژوهشگران مؤسسه فناوری پیشرفته دانشگاه ساری موفق به دستیابی به یک پیشرفت عمده در فناوری انرژی خورشیدی شده‌اند و سلول‌های خورشیدی پروسکیت سرب-قلعی با کارایی تبدیل توان (PCE) بالای ۲۳٪ را توسعه داده‌اند.
این پیشرفت نه تنها یک معیار جدید برای این ماده تعیین کرده، بلکه عمر عملیاتی سلول‌های خورشیدی را به میزان ۶۶٪ افزایش می‌دهد و راه را برای راه‌حل‌های انرژی تجدیدپذیر کارآمدتر و بادوام‌تر هموار می‌کند.
پروفسور راوی سیلوا، مدیر مؤسسه فناوری پیشرفته دانشگاه ساری، گفت: «این پژوهش ما را به صفحات خورشیدی نزدیک‌تر می‌کند که نه تنها در طول عمر خود انرژی بیشتری تولید می‌کنند بلکه دوام بیشتری نیز دارند. کارایی بیشتر و تعویض‌های کمتر به معنای انرژی سبزتر با ضایعات کمتر است.»
دستیابی به چالش پایداری و کارایی
در حالی که پنل‌های خورشیدی سیلیکونی امروزه بر روی بام‌ها حکم‌فرما هستند، فناوری خورشیدی پروسکیت به عنوان یک جایگزین قابل تحول شناخته شده است. پنل‌های خورشیدی تمام پروسکیت وعده کارایی بالاتری را می‌دهند، اما چالش‌های مربوط به پایداری و عملکرد دراز مدت آن‌ها باعث تأخیر در پذیرش گسترده شده است.
این پژوهش تازه به موانع موجود پرداخته و بر روی سلول‌های پروسکیت سرب-قلعی متمرکز شده است که در طراحی‌های پیشرفته استفاده می‌شوند.
حشینی پررا، دانشجوی دکترا و نویسنده مهم این مطالعه، گفت: «فهمی که از این کار به دست آورده‌ایم به ما امکان داده است که استراتژی‌ای را شناسایی کنیم که کارایی را بهبود بخشیده و عمر عملیاتی این وسایل را در شرایط محیطی افزایش می‌دهد.»
این پیشرفت یک گام بزرگ به سمت پنل‌های خورشیدی با کارایی بالا و با دوام طولانی است که به افراد بیشتری دسترسی به انرژی پاک و مقرون به صرفه می‌دهد در حالی که وابستگی به سوخت‌های فسیلی و انتشار کربن جهانی کاهش می‌یابد.»
چشم‌اندازی برای انرژی پایدار
برای افزایش عملکرد سلول‌های پروسکیت سرب-قلعی، تیم نقش لایه انتقال حفره که یک جز اساسی در عملکرد سلول خورشیدی است را بررسی کرد. آن‌ها دریافتند که واکنش‌های شیمیایی موجب تخریب می‌توانند با معرفی یک عامل کاهش‌دهنده ید کاهش یابند.
این رویکرد نه تنها از این واکنش‌ها جلوگیری کرد بلکه کارایی و عمر سلول‌ها را نیز افزایش داد و آن‌ها را برای استفاده تجاری پایدارتر کرد.
دکتر ایمالکا جایواردنا، نویسنده همکار این مطالعه، توضیح داد: «با بهبود قابل توجه در کارایی سلول‌های خورشیدی بر پایه پروسکیت، ما در حال نزدیک شدن به تولید پنل‌های خورشیدی ارزان‌تر و پایدارتر هستیم. ما در حال حاضر بر روی پالایش این مواد، فرآیندها و معماری دستگاه برای مقابله با چالش‌های باقی‌مانده کار می‌کنیم.»
به عنوان بخشی از تعهد پایدار خود، دانشگاه ساری در حال ساخت یک مزرعه خورشیدی ۱۲.۵ مگاواتی است که به عنوان یک بستر آزمایشی برای این ماژول‌های پروسکیت نوآورانه عمل خواهد کرد. «ما اطمینان داریم که کار ما به تسریع پذیرش تجاری پنل‌های خورشیدی مبتنی بر پروسکیت کمک خواهد کرد،» سیلوا اضافه کرد.
پیش‌آمدنات جهانی و چشم‌اندازهای آینده
این پژوهش با اهداف توسعه پایدار سازمان ملل، به ویژه هدف ۷ (انرژی قابل دسترس و پاک)، هدف ۹ (صنعت، نوآوری و زیرساخت) و هدف ۱۳ (اقدام در برابر تغییرات اقلیمی) همگام است.
با ارائه راه‌حل‌هایی برای افزایش کارایی و دوامات انرژی خورشیدی، این مطالعه به تلاش جهانی برای کاهش انتشار کربن و افزایش دسترسی به انرژی‌های تجدیدپذیر کمک می‌کند.
نگاه به آینده، تیم برنامه دارد تا مواد، فرآیندها و معماری دستگاه خود را بیشتر پالایش کرده تا به چالش‌های باقی‌مانده رسیدگی کند. این پیشرفت‌ها می‌توانند آغاز یک دوره جدید در فناوری خورشیدی باشند، جایی که پنل‌های پروسکیتی بر سیستم‌های سنتی مبتنی بر سیلیکون در کارایی، مقرون به صرفه‌ای و تأثیر زیست‌محیطی پیشی می‌گیرند.
با این راه‌حل‌های نوآورانه، ATI ساری و همکارانش نه تنها آینده انرژی خورشیدی را شکل می‌دهند، بلکه راهی به سوی سیاره‌ای تمیزتر و سبزتر روشن می‌کنند.
این مطالعه در انرژی و علم زیست‌محیطی منتشر شده است.
