پایداری پروسکایت‌ها با نوآوری شیمیایی

پروسکایت‌ها دسته‌ای از مواد هستند که از مواد آلی متصل به فلز تشکیل شده‌اند. ساختار و خصوصیات جذاب آن‌ها، پروسکایت‌ها را در تحقیقات برای طیف وسیعی از کاربردها مورد توجه قرار داده است. در این میان پروسکایت‌های متال هالید مورد توجه بیشتری قرار دارند و برای استفاده در سلول‌های خورشیدی، چراغ‌های LED، لیزر و ردیاب‌های نوری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
 پایداری پروسکایت‌ها با نوآوری شیمیایی

بازده تبدیل توان در سلول‌های خورشیدی پروسکایت فقط در مدت ده سال از 3.8 به 25.5 درصد افزایش یافته است و از سایر سلول‌های خورشیدی لایه نازک - از جمله سیلیکون پلی‌کریستالی که پیشروی بازار بوده است، پیشی گرفته است.

پروسکایت‌ها معمولاً از طریق مخلوط کردن و لایه‌نشانی مواد مختلف روی یک لایه رسانای شفاف، ساخته می‌شوند که باعث تولید لایه‌های سبک و نازک می‌شود. این فرآیند که به "رسوب شیمیایی" معروف است، پایدار و نسبتاً مقرون به صرفه است. اما یک مشکل وجود دارد. از سال 2014، پروسکایت‌های متال هالید از مخلوط کردن کاتیون‌ها یا هالیدها با فرمامیدینیوم (FAPbI3) ساخته می‌شوند، زیرا محصول به دست آمده بازدهی تبدیل توان بالایی در سلول‌های خورشیدی پروسکایت دارد. اما در عین حال، مسئله این است که پایدارترین فاز فرمامیدینیم FAPbI3)) به نور حساس نیست. یعنی در برابر نور واکنش نشان نمی‌دهد که دقیقاً خلاف ویژگی مورد انتظار از یک سلول خورشیدی است. علاوه بر این، سلول‌های خورشیدی ساخته شده با فرمامیدینیم FAPbI3)) معایبی از قبیل عدم پایداری طولانی مدت دارند.

محققان به سرپرستی مایکل گروتزل و اندرس هافگلد در EPFL سویسس، روش جدیدی ابداع کرده‌اند که با در کنار حفظ بازدهی تبدیل بالای سلول‌های خورشیدی پروسکایت، بر مشکلات فرامیدینیم غلبه می‌کند. نتایج این تحقیق در مجله Science منتشر شده است. در این روش جدید، ابتدا مواد با بخار متیل آمونیوم تیوسیانات (MASCN) یا فرمامیدینیم تیوسیانات FASCN آماده‌سازی می‌شوند. این ترفند ابتکاری، فیلم‌های پروسکایت فرمامیدینیم FAPbI3 نوری را به فیلم‌های حساس به نور تبدیل می‌کند.

دانشمندان از فیلم‌های جدید فرمامیدینیم برای ساخت سلول‌های خورشیدی پروسکایت استفاده کردند. این سلول‌ها دارای بازدهی تبدیل توان بیش از 23٪ و پایداری عملیاتی و حرارتی طولانی مدت بودند. این سلول‌ها همچنین دارای افت کم ولتاژ مدار باز (330 میلی ولت)، و ولتاژ روشن الکترولومینسانس پایین (0.75 ولت) هستند.

 

ثبت رکوردی جدید در سلول خورشیدی

ثبت رکوردی جدید در سلول خورشیدی تاندم بر پایه سلول خورشیدی انعطاف‌پذیر CIGS

با همکاری شرکت آمریکایی MiaSolé Hi-Tech Corp و شرکت اروپایی Solliance Solar Research بازده تبدیل نیرو ۲۶.۵ درصدی در یک سلول خورشیدی تاندم ایجاد شد. این معماری ترکیبی از دو فناوری سلول خورشیدی با فیلم نازک است: یک سلول خورشیدی پروسکایت نیمه شفاف سخ...