Unapređenje perovskita dovodi do efikasnijih solarnih ćelija

27.07.2016. | Dario Borghino | Gizmag

Stvorene 2009. godine perovskitne solarne ćelije se unapređuju neverovatnom brzinom, pa su već premašile 20 odsto postavljene efikasnosti u laboratoriji. Nova saznanja iz Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) sada mogu da pomognu u otkrivanju njihovog punog potencijala, približavajući teoretsko ograničenje efikasnost od 31 odsto – što je daleko bolje od komercijalno dostupnih panela.

Perovskiti su iz porodice materijala koji imaju određenu kristalnu strukturu, iz koje potiču svojstva kao što su feroelektricitet i superprovodljivost. Perovskitne solarne ćelije preuzimaju industriju jer su jeftinije i jednostavnije da se naprave, a njihov učinak nakon nekoliko godina razvoja, već odgovara poznatim ćelijama na bazi silicijuma.

Ovaj brzi uspon je još impresivniji kada se uzme u obzir da naučnici još uvek u potpunosti ne razumeju uzrok visoke efikasnosti kristala.

Sibel Leblebici i njen tim istraživača su odlučili da posvete više pažnje ovome analizirajući karakteristike pojedinačnih kristala perovskita, a njihova saznanja ukazuju na nove načine podizanja efikasnosti ćelija za čak 50 odsto.

Površina aktivnog (foton-apsorbujućeg) sloja perovskitne ćelije ima zrna duga oko 200 nanometara. Svako zrno odlikuju višeugaone„ površine“ koje se kolektivno ponašaju kao milijarde sitnih solarnih ćelija, sve povezane paralelno.

Leblebici i njen tim pažljivo su mapirali karakteristike tih „površina“, koristeći novu provodljivu mikroskopsku tehniku atomske snage koja ostavlja materijal neoštećenim (mikroskop prilazi površini na svaki piksel, izmeri, podigne se i prelazi na sledeći piksel).

Iznenađujuće, naučnici su otkrili veliku varijabilnost među karakteristikama svake od tih „površina“, čak i onih susednih. Na oko pet odsto izmerenog područja nije bilo funkcionisanja, dok je u 35 odsto efikasnost bila veoma visoka, približavajući se teorijskom maksimumu.

Naučnici smatraju da karakteristike pojedinačnih „površina“ mogu uglavnom da zavise od dva faktora – orijentacije „površine“ i prisustva sitnih nedostataka u neposrednoj blizini drugih slojeva ćelije (misli se na slojeve u kojima se puni i skladišti energija). Kontrolisanje pravca u kojem se „uzgajaju“ kristali i uklanjanjaju nedostataci kroz hemijsku pasivizaciju mogao bi doneti dramatične rezultate.

„Ako se materijal može sintetizovatii tako da se razvijaju samo vrlo efikasne „površine“, onda bismo mogli videti veliki skok u efikasnosti perovskitnih solarnih ćelija, a možda i približavanje teorijskom limitu od 31 odsto", rekla je Leblebici.

Ako se pozabave još nekim od problema koji su do sada mučili perovskitne solarne ćelije - glavni je njihova trajnost u realnom svetu - ovo bi unapred moglo dovesti do dramatično jeftinijih i efikasnijih solarnih ćelija i LED svetla.

Naučnici sada istražuju povezanost između heterogenosti „površine“ i efikasnosti konverzije energije u filmove visokih performansi.

Studija je objavljena u nedavnom izdanju časopisa „Nature Energy“.

 

Komentari: 0

Vezane kategorije


TEKSTOVI /iz kategorije/


ISTAKNUTE FIRME /iz kategorije/


Anketa

Da li će projekat "Beograd na vodi" značajno pokrenuti građevinarstvo u Srbiji?
Ovdašnji 23.03.2017.
Odgovor Muji: Da problem odmah personalizu...
mujo 20.03.2017.
Zasto mi ne napravimo tako nesto.
Ognjen 16.03.2017.
Poštovani,
nisu roditelji krivci. Oni ...
Vlada 13.03.2017.
Kada se ne zurim, najednostavnije mi je pre...
Monika 10.03.2017.
Strasno! Svi su mogli u vazduh da odu.