سلول‌های خورشیدی خیره‌کننده با ۲۵٪ کارایی و ۹۵٪ ثبات پس از ۲۰۰۰ ساعت تست

پژوهشگران یک تکنیک جدید برای ساخت سلول‌های خورشیدی پروسکایت توسعه داده‌اند که به طور قابل توجهی افق‌های تجاری‌سازی این سلول‌ها را بهبود می‌بخشد.

توسط پژوهشگران دانشگاه شهر هنگ‌کنگ (CityUHK) توسعه یافته است، این تکنیک ثبات، قابلیت اعتماد، کارایی و مقرون‌به‌صرفگی سلول‌های خورشیدی پروسکایت را بهبود می‌بخشد.

با استفاده از این تکنیک، تیم CityUHK ساختار دستگاه ساده‌ای را ایجاد کرده که می‌تواند تولید صنعتی آینده را تسهیل کند و اعتماد به تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایت را افزایش دهد.

گام مهمی در دسترس‌پذیرتر نمودن انرژی خورشیدی

آن‌ها با استفاده از روش رسوب‌گذاری اتمی (ALD)، ثبات طولانی‌مدت سلول‌های خورشیدی پروسکایت را بهبود بخشیدند. این لایه جایگزین لایه انتقال الکترون فولرن با اکسید قلع می‌شود.

پروفسور ژو زونگلنگ از بخش شیمی بیان داشت که معدن پروسکایت به طور گسترده‌ای برای تبدیل نور آفتاب به برق با کارایی بالا استفاده می‌شود.

زونگلنگ تأکید کرد که بهبودها در ثبات و ساده‌سازی فرآیند تولید سلول‌های خورشیدی پروسکایت معرف گامی بزرگ به جلو در دسترس‌پذیرتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر نمودن انرژی خورشیدی است.

به طور کلی، تیم CityUHK بر روی نوع جدیدی از سلول‌های خورشیدی کار می‌کند که می‌توانند نور خورشید را به برق با کارایی بالاتر تبدیل کنند و بیشتر از سلول‌های خورشیدی فعلی دوام بیاورند، بر اساس یک بیانیه مطبوعاتی .

ثبات عملیاتی

دو نوآوری توسط تیم جهت ایجاد ساختار سلول‌های خورشیدی توسعه یافته است.

اولین نوآوری ترکیب مواد انتخاب سوراخ و لایه‌های پروسکایت است که فرآیند ساخت را ساده می‌کند. دوم اینکه ثبات عملیاتی دستگاه با استفاده از لایه انتقال الکترون غیرآلی، اکسید قلع که از ثبات حرارتی بسیار بالایی برخوردار است، به جای مواد ارگانیک سنتی مانند فولرن و BCP، به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد، طبق گفته پژوهشگران.

دکتر گائو دان‌پنگ، مؤلف همکار مقاله علمی و پست‌دکترا در CityUHK، اظهار داشت که ساختار دستگاه گزارش‌شده در این مطالعه نماینده ساده‌ترین معماری در زمینه فعلی سلول‌های خورشیدی پروسکایت است که مزایای قابل توجهی برای صنعتی‌سازی ارائه می‌دهد.

این راه‌حل نیازی به یک لایه انتقال ارگانیک سنتی ندارد، که به طور موثر هزینه ماده را در فرآیند ساخت کاهش می‌دهد و در عین حال به طور چشمگیری مراحل تولید را ساده می‌کند، طبق گفته دکتر گائو.

کارایی‌های تبدیل توان بیش از ۲۵٪

پروفسور ژو ادعا کرد که تیم با بهینه‌سازی نقص‌های فضای خالی اکسیژن در داخل لایه اکسید قلع به کارایی‌های تبدیل توان بیش از ۲۵٪ دست یافته و پس از ۲۰۰۰ ساعت عملیات پیوسته تحت شرایط آزمایش شدید، بیش از ۹۵٪ کارایی را حفظ کرده است.

پژوهشگران نگه‌داشتند که این عملکرد بیش از ثبات سلول‌های خورشیدی پروسکایت سنتی است و چندین معیار صنعتی برای دوام را برآورده می‌کند. نتایج راه را برای سلول‌های خورشیدی قابل اعتمادتر و کارآمدتر هموار می‌کند، فرآیندهای تولید را ساده می‌کند و تولید انبوه سلول‌های خورشیدی را مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌سازد، بر اساس مطالعه.

پروفسور ژو ادعا کرد که این پژوهش پتانسیل پیاده‌سازی در سیستم‌های انرژی خورشیدی در طی ۵ سال آینده را دارد.

ژو افزود: "این پژوهش گامی حیاتی به سوی دستیابی به تولید انرژی پایدارتر و دوستدار محیط زیست در سطح جهانی است."

مطالعه‌ای با عنوان "ثبات طولانی‌مدت در سلول‌های خورشیدی پروسکایت از طریق رسوب‌گذاری لایه اتمی اکسید قلع" در Science منتشر شده است.