چگونه برای حل مشکل تخریب عملکرد سلول های خورشیدی perovskite?
Mar 18, 2022
سلول های خورشیدی Perovskite نگه وعده برای بهبود بهره وری تبدیل فتوالکتریک, اما آنها از یکی از بزرگترین اشکالات رنج می برند—عملکرد خود را در طول زمان کاهش زمانی که در معرض نور خورشید. تیمی از دانشمندان آمریکا، چین و کره جنوبی در آخرین شماره "طبیعت" نوشتند که درمان ساده ای را بر روی سطح سلول های خورشیدی پروفسکیت انجام داده اند، مشکل تخریب را حل کرده اند، و راه را برای استفاده از فناوری سلول های خورشیدی فیلم نازک پاک کرده اند. بزرگترين مانع .
پروفسکیت ها گروهی از مواد هستند که آرایش اتمی (ساختار کریستالی) یکسانی با اکسیدهای پروفسکیت معدنی دارند. پروفسکیت های هالید فلزی که یکی از «اعضای خانواده» است، برای پتانسیل کاربرد بزرگ خود در زمینه سلول های خورشیدی فیلم نازک با کارایی بالا و صرفه جویی در انرژی آماده می شوند. توجه. سلول های خورشیدی Perovskite بسیار ارزان تر به تولید از سلول های خورشیدی سیلیکون مبتنی بر, اما آنها یکی از بزرگترین اشکالات - عملکرد خود را تنزل زمانی که در معرض نور برای مدت طولانی. اگر این مشکل را می توان به درستی پرداخت، آن را به فن آوری خورشیدی کمک خواهد کرد. "پرواز به خانه های مردم عادی".
یانگ یانگ، رئیس آخرین تحقیقات و استاد علوم و مهندسی مواد در دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، توضیح داد که برای نقص سلول های خورشیدی، روش درمانی رایجی که در حال حاضر توسط دانشمندان مورد استفاده قرار می گیرد، رسوب لایه ای از یوون های آلی بر روی سطح است تا سطح به صورت منفی شارژ شود. در حالی که این درمان برای بهبود کارایی تبدیل انرژی سلول های خورشیدی پروفسکیت طراحی شده بود، همچنین به الکترون های بیش از حد زیادی اجازه داد تا بر روی سطح سلول تجمع یابند. این کار آرایش منظم اتم ها را بی ثبات می کند و سلول های خورشیدی پروفسکیت را در طول زمان کمتر و کمتر کارآمد می کند و در نهایت آن ها را غیرمجاری می کند.
با توجه به این کشف، این تیم راهی برای پرداختن به تخریب باتری با جفت کردن یون های بار مثبت با یون های بار منفی بر روی سطح پیدا کرد که باعث خنثی تر و پایدارتر شدن الکترون های سطحی شد.
این تیم دوام سلول های خورشیدی درمان شده را در شرایطی آزمایش کرد که پیری سلول ها و در شرایطی را تسریع می کند که نور خورشید تمام آب و هوا را شبیه سازی می کند. نتایج نشان داد که سلول ها 87 درصد از کارایی اولیه تبدیل فتوالکتریک خود را برای بیش از 2000 ساعت حفظ کرده اند. در مقابل، تحت همان شرایط و برای همان مقدار زمان، عملکرد سلول های خورشیدی درمان نشده به ۶۵٪ کاهش یافت.
این محققان می گویند: «سلول های خورشیدی پروفسکیت ما از پایدارترین سلول های کارایی گزارش شده تا به امروز هستند و آخرین تحقیقات ما زمینه تجاری سازی و تصویب گسترده فناوری سلول های خورشیدی پروفسکیت را می گذارد.» بر اساس توسعه بیشتر و کامل کردن این فناوری، می توانیم سلول های خورشیدی پروفسکیت پایدارتر طراحی کنیم.»
