سلولهای خورشیدی ساخته شده از پروسکایت وعده زیادی برای آینده انرژی خورشیدی دارند. این ماده ارزان ، تولید آسان و تقریبا به همان اندازه سیلیکون است ، ماده ای که به طور سنتی در سلول های خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، پروسکایت به سرعت تضعیف می شود ، و به شدت کارایی و ثبات آن را با گذشت زمان محدود می کند. محققان دانشگاه فناوری Eindhoven ، پژوهشکده انرژی DIFFER ، دانشگاه پکن و دانشگاه Twente کشف کرده اند که اضافه کردن مقدار کمی از فلوراید به پراسکایت ، یک لایه محافظ را رها می کند و باعث افزایش معنی دار پایداری مواد و سلولهای خورشیدی می شود. سلولهای خورشیدی پس از 1000 ساعت کار در شرایط آزمایش شدید شدید 90 درصد از راندمان خود را حفظ می کنند. این یافته ها امروز در مجله علمی پیشرو Nature Energy منتشر شده است.
از آنجا که ساخت آن ها بسیار ارزان است ، سلولهای خورشیدی پرکسکی در مرکز تحقیقات اخیر خورشیدی قرار داشته اند. در نتیجه ، کارآیی آنها از کمتر از 4 درصد در سال 2009 به بیش از 24 درصد در حال حاضر ، که نزدیک به سلول های سنتی سیلیکون است ، افزایش یافته است. سلول های به اصطلاح پشت سر هم ، که سلول های سیلیکون و پراوسکی را با هم ترکیب می کنند ، بیش از 28 درصد به بازده می رسند.
با وجود این موفقیت ، پروسکایت پمپ وکیوم خلاء به دلیل ماهیت مواد و نحوه تولید آن دارای نقایص متعددی است. با گذشت زمان ، جای خالی در ساختار اتمی هالید فلزی باعث تخریب پروسکایت تحت تأثیر رطوبت ، نور و گرما می شود.
لایه محافظ
محققان آیندگان ، تننته و پکن با افزودن مقدار کمی از فلوراید در فرایند تولید ، نوع جدیدی از پروسکایت را آزمایش کردند. درست مانند فلوراید موجود در خمیر دندان ، یونهای فلوراید یک لایه محافظ در اطراف کریستال تشکیل می دهند و از انتشار نقایص مضر جلوگیری می کنند.
Shuxia Tao ، استادیار مرکز تحقیقات انرژی محاسباتی ، یک مرکز مشترک گروه فیزیک کاربردی TU / e و DIFFER ، و همکار مؤسسه می گوید: " کار ما ثبات سلولهای خورشیدی پراکسکایت را به میزان قابل توجهی بهبود بخشیده است ." کاغذ. وی گفت: "سلولهای ما 90٪ از راندمان خود را بعد از 1000 ساعت در شرایط شدید نور و گرما حفظ می کنند. این چندین برابر طولانی تر از ترکیبات سنتی پراسکایت می باشد. "
فلوراید به دلیل داشتن خاصیت خاصیت الکتریکی بالا ، با تشکیل پیوندهای هیدروژن قوی و پیوندهای یونی بر روی سطح مواد ، شبکه پراوسکیت را تثبیت می کند.
بخش اعظم کار تیم از آیندهوون به این دلیل پرداخته است که چرا فلوراید یک ماده مؤثر در مقایسه با سایر هالوژن ها است. آنها با استفاده از شبیه سازی های رایانه ای نتیجه می گیرند که بخشی از موفقیت آن به دلیل کوچک بودن و قدرت بالای یون های فلوراید است. هرچه میزان الکترون پذیری یک عنصر بالاتر باشد ، الکترون عناصر همسایه را آسان تر می کند. این به یونهای فلوراید کمک می کند تا با سایر عناصر موجود در ترکیب پراسکیت پیوندهای محکمی برقرار کنند و یک لایه محافظ پایدار تشکیل دهند.
تحقیقات آینده
این مطالعه به عنوان گام مهمی در جهت اجرای موفقیت آمیز سلولهای خورشیدی پراوسکی در آینده دیده می شود. با این حال ، کار زیادی باید انجام شود. استاندارد طلا در صنایع خورشیدی میزان احتمالی حداقل 85 درصد از راندمان اصلی پس از ده تا پانزده سال است ، استانداردی که هنوز هم برای سلول های پرکوسیت فاصله دارد.
"ما انتظار داریم 5 تا 10 سال دیگر طول بکشد تا این سلول ها به یک محصول با دوام تجاری تبدیل شوند. ما نه تنها نیاز به بهبود بیشتر کارایی و ثبات آنها داریم بلکه باید درک نظری بهتری از مکانیسم های مربوطه در اتم کسب کنیم. ما هنوز پاسخی برای اینكه چرا بعضی از مواد در افزایش پایداری بلند مدت این سلول ها مؤثر هستند ، نداریم. "
سلولهای خورشیدی ساخته شده از پروسکایت وعده زیادی برای آینده انرژی خورشیدی دارند. این ماده ارزان ، تولید آسان و تقریبا به همان اندازه سیلیکون است ، ماده ای که به طور سنتی در سلول های خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، پروسکایت به سرعت تضعیف می شود ، و به شدت کارایی و ثبات آن را با گذشت زمان محدود می کند. محققان دانشگاه فناوری Eindhoven ، پژوهشکده انرژی DIFFER ، دانشگاه پکن و دانشگاه Twente کشف کرده اند که اضافه کردن مقدار کمی از فلوراید به پراسکایت ، یک لایه محافظ را رها می کند و باعث افزایش معنی دار پایداری مواد و سلولهای خورشیدی می شود. سلولهای خورشیدی پس از 1000 ساعت کار در شرایط آزمایش شدید شدید 90 درصد از راندمان خود را حفظ می کنند. این یافته ها امروز در مجله علمی پیشرو Nature Energy منتشر شده است.
از آنجا که ساخت آن ها بسیار ارزان است ، سلولهای خورشیدی پرکسکی در مرکز تحقیقات اخیر خورشیدی قرار داشته اند. در نتیجه ، کارآیی آنها از کمتر از 4 درصد در سال 2009 به بیش از 24 درصد در حال حاضر ، که نزدیک به سلول های سنتی سیلیکون است ، افزایش یافته است. سلول های به اصطلاح پشت سر هم ، که سلول های سیلیکون و پراوسکی را با هم ترکیب می کنند ، بیش از 28 درصد به بازده می رسند.
با وجود این موفقیت ، پروسکایت پمپ وکیوم خلاء به دلیل ماهیت مواد و نحوه تولید آن دارای نقایص متعددی است. با گذشت زمان ، جای خالی در ساختار اتمی هالید فلزی باعث تخریب پروسکایت تحت تأثیر رطوبت ، نور و گرما می شود.
لایه محافظ
محققان آیندگان ، تننته و پکن با افزودن مقدار کمی از فلوراید در فرایند تولید ، نوع جدیدی از پروسکایت را آزمایش کردند. درست مانند فلوراید موجود در خمیر دندان ، یونهای فلوراید یک لایه محافظ در اطراف کریستال تشکیل می دهند و از انتشار نقایص مضر جلوگیری می کنند.
Shuxia Tao ، استادیار مرکز تحقیقات انرژی محاسباتی ، یک مرکز مشترک گروه فیزیک کاربردی TU / e و DIFFER ، و همکار مؤسسه می گوید: " کار ما ثبات سلولهای خورشیدی پراکسکایت را به میزان قابل توجهی بهبود بخشیده است ." کاغذ. وی گفت: "سلولهای ما 90٪ از راندمان خود را بعد از 1000 ساعت در شرایط شدید نور و گرما حفظ می کنند. این چندین برابر طولانی تر از ترکیبات سنتی پراسکایت می باشد. "
فلوراید به دلیل داشتن خاصیت خاصیت الکتریکی بالا ، با تشکیل پیوندهای هیدروژن قوی و پیوندهای یونی بر روی سطح مواد ، شبکه پراوسکیت را تثبیت می کند.
بخش اعظم کار تیم از آیندهوون به این دلیل پرداخته است که چرا فلوراید یک ماده مؤثر در مقایسه با سایر هالوژن ها است. آنها با استفاده از شبیه سازی های رایانه ای نتیجه می گیرند که بخشی از موفقیت آن به دلیل کوچک بودن و قدرت بالای یون های فلوراید است. هرچه میزان الکترون پذیری یک عنصر بالاتر باشد ، الکترون عناصر همسایه را آسان تر می کند. این به یونهای فلوراید کمک می کند تا با سایر عناصر موجود در ترکیب پراسکیت پیوندهای محکمی برقرار کنند و یک لایه محافظ پایدار تشکیل دهند.
تحقیقات آینده
این مطالعه به عنوان گام مهمی در جهت اجرای موفقیت آمیز سلولهای خورشیدی پراوسکی در آینده دیده می شود. با این حال ، کار زیادی باید انجام شود. استاندارد طلا در صنایع خورشیدی میزان احتمالی حداقل 85 درصد از راندمان اصلی پس از ده تا پانزده سال است ، استانداردی که هنوز هم برای سلول های پرکوسیت فاصله دارد.
"ما انتظار داریم 5 تا 10 سال دیگر طول بکشد تا این سلول ها به یک محصول با دوام تجاری تبدیل شوند. ما نه تنها نیاز به بهبود بیشتر کارایی و ثبات آنها داریم بلکه باید درک نظری بهتری از مکانیسم های مربوطه در اتم کسب کنیم. ما هنوز پاسخی برای اینكه چرا بعضی از مواد در افزایش پایداری بلند مدت این سلول ها مؤثر هستند ، نداریم. "
استفاده از هوش مصنوعی برای مهندسی خواص مواد