РЕКЛАМА

Напредак у коришћењу соларне енергије за производњу енергије

Студија описује нову потпуно перовскитну тандем соларну ћелију која има потенцијал да обезбеди јефтин и ефикаснији начин да се енергија Сунца искористи за производњу електричне енергије

Наше ослањање на необновљиве изворе енергија названа фосилна горива као што су угаљ, нафта, гас имала је огроман негативан утицај на човечанство и животну средину. Сагоревање фосилних горива доприноси ефекту стаклене баште и изазива глобално загревање, уништава станишта, изазива загађење ваздуха, воде и земљишта и утиче на јавно здравље. Постоји хитна потреба за изградњом одрживе технологије која може помоћи снага свет који користи чисту енергију. Соларна енергија технологија је једна таква метода која има способност да искористи сунчеву светлост – најзаступљенији обновљиви извор енергије – и претвори је у електричну енергију или снагу. Повољни фактори соларне енергије у смислу користи за људе и животну средину су одиграли кључну улогу у промовисању коришћења соларне енергије.

Силицијум је материјал који се најчешће користи соларни ћелије у соларни панели који су данас доступни на тржишту. Фотонапонски процес соларних ћелија може трансформисати сунчеву светлост у електричну енергију без додатне употребе било каквог горива. Дизајн и ефикасност силицијумских соларних панела значајно су побољшани током деценија због напретка у производњи и технологији. Фотонапонска ефикасност соларне ћелије се дефинише као део енергије који је у облику сунчеве светлости и који се може претворити у електричну енергију. Фотонапонска ефикасност и укупни трошкови су два главна ограничавајућа фактора у соларним панелима данас.

Осим силицијумских соларних ћелија, доступне су и тандем соларне ћелије у којима се користе специфичне ћелије које су оптимизоване за сваки део Сунчевог спектра, што доводи до повећања укупне ефикасности. Материјал који се зове перовскити сматра се бољим од силицијума у ​​апсорпцији високоенергетских плавих фотона из сунчеве светлости, односно другог дела Сунчевог спектра. Перовскити су поликристални материјал (обично метиламонијум олово трихалид (ЦХ3НХ3ПбКс3, где је Кс атом јода, брома или хлора). Перовскити се лако прерађују у слојеве који апсорбују сунчеву светлост. Раније студије су комбиновале силицијум и перовските у соларне ћелије, тј. имале силицијумске ћелије на врх који може да апсорбује жуте, црвене и блиске инфрацрвене фотоне заједно са перовскитним ћелијама и тако скоро удвостручује производњу енергије.

У новој студији објављеној у Наука 3. маја истраживачи су по први пут развили све перовските тандем соларне ћелије које дају ефикасност до 25 одсто. Овај материјал се назива олово-калај мешани перовскитни филм са ниским појасом ((ФАСнИ3)0.6 МАПбИ3)0.4; ФА за формамидинијум и МА за метиламонијум). Калај има недостатак што реагује са кисеоником из ваздуха стварајући дефекте у кристалној решетки који могу пореметити кретање електричног набоја у соларној ћелији и на тај начин ограничавати ефикасност ћелије. Истраживачи су пронашли начин да спрече калај у перовскиту да реагује са кисеоником. Они су користили хемијско једињење звано гванидинијум тиоцијанат да би значајно побољшали структурна и оптоелектронска својства олово-калајних мешовитих перовскитних филмова ниског појаса. Једињење гванидинијум тиоцијанат облаже кристалите перовскита у филму који апсорбује сунчеву енергију и на тај начин спречава кисеоник да уђе унутра и реагује са калајем. Ово одмах повећава ефикасност соларне ћелије са 18 на 20 процената. Такође, када је овај нови материјал комбинован са конвенционално коришћеним високо упијајућим горњим слојем перовскита, ефикасност је додатно порасла на 25 процената.

Садашња студија по први пут описује дизајн тандемских соларних ћелија које користе све танке филмове перовскита и ова технологија би једног дана могла да замени силицијум у соларним ћелијама. Нови материјал је високог квалитета, јефтин је и његова израда је једноставнија, док је цена ниска у поређењу са тандем ћелијама силицијума и силицијум-перовскита. Перовскити су материјал који је направио човек у поређењу са силицијумом, а соларни панели на бази перовскита су флексибилни, лагани и полупровидни. Иако ће садашњем материјалу бити потребно неко време да надмаши ефикасност силицијум-перовскитне технологије. Без обзира на то, поликристални филмови на бази перовскита имају потенцијал за пројектовање тандем соларних ћелија које би могле да обезбеде ефикасност до 30 процената док не ометају друге факторе. Потребне су даље студије како би материјал био робустан, стабилнији и рециклирајући како би се смањио утицај на животну средину. Сектор соларне енергије је један од најбрже растућих и крајњи циљ је открити обећавајућу алтернативу за чисту енергију.

***

{Можете да прочитате оригинални истраживачки рад тако што ћете кликнути на линк ДОИ дат у наставку на листи цитираних извора}

Извор (и)

Тонг Ј. ет ал. 2019 Животни век носиоца од >1 μс у Сн-Пб перовскитима омогућава ефикасне тандемске соларне ћелије од свих перовскита. Наука, 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911

Тим СЦИЕУ
Тим СЦИЕУhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Сциентифиц Еуропеан® | СЦИЕУ.цом | Значајан напредак у науци. Утицај на човечанство. Инспиративни умови.

Пријавите се на наш билтен

Да будете у току са свим најновијим вестима, понудама и специјалним најавама.

Најгледанији чланци

'е-кожа' која опонаша биолошку кожу и њене функције

Откриће нове врсте савитљивих, самолечивих...

Разоткривање мистерије асиметрије материје и антиматерије универзума са експериментима неутрина осцилација

Т2К, експеримент са осцилацијом неутрина дуге основе у Јапану, има...

Тачан дијагностички маркер за истраживање "древног пива" и доказ о сладу у неолитском...

Тим који укључује Аустријску академију наука је...
- Адвертисемент -
94,519Фановикао
47,682ЧитаоциПратити
1,772ЧитаоциПратити
30ПретплатникаПријавите се