آیا پایان عمر سلول های خورشیدی سیلیکونی نزدیک است؟

این مقاله در تاریخ 

بروز شده است

چرا توسعه پرووسکایت‌ها اهمیت دارد؟

سلیکون سالهاست در صنعت برق خورشیدی بوده است- چنانچه بنزین در صنعت خودرو بوده است: یک عنصر اساسی که بدون آن صنعت خورشیدی وجود نخواهد داشت. اما اکنون چالش‌هایی وجود دارند تا تغییراتی در موادی که این صنعت را تشکیل داده‌اند را پربازده تر از قبل کند و بتواند جایگزین سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کنند.

پرووسکایت ها (Perovskites) گروهی از مواد هستند که دارای ساختار معدنی مشابه پرووسکایت های اولیه هستند که در قرن نوزدهم کشف شدند. این مواد برای محققان صنعت خورشیدی چندان جدید نیستند. آنها دارای خصوصیات جذاببی هستند که آنها را برای ساخت سلول های خورشیدی پربازده تر و کم هزینه تر از نمونه های سیلیکونی جذاب تر می کند.اکنون، یک تیم تحقیقاتی بین المللی از دانشمندان گام جدیدی در مسیر توسعه سلول های پرووسکایت برداشته اند.

در یک مقاله که در ژورنال Science چاپ شده است، این تیم تست یک ترکیب پروسکایت به نام CsPbI3 را گزارش کرده است که بازدهی بالاتر را در مقایسه با مواد مشابه موجود را به اثبات رسانده است. موسسه مهندسین مکانیک از قول نویسندگان مقاله نقل کرده است که ” به خاطر نتایجی که نشان می دهد CsPbI3 می تواند با مواد مشابه رقابت کند بسیار خرسندیم. از این نتایج اولیه ما بر روی تقویت پایداری مواد و جنبه های تجاری آن کار خواهیم کرد “.

چه مشکلاتی برای توسعه پرووسکایت‌ها وجود دارد؟

به راستی، اگر پرووسکایت ها در صنعت خورشیدی بکار روند،  پایداری آنها ممکن است یک مشکل اساسی باشد. چنانچه Imeche توضیح می‌دهد، CsPbI3 اغلب در فاز آلفا مطالعه شده است. فازی که عملا بر روی ترکیب بندی ساختار کریستالی متمرکز است و به خاطر رنگ سیاه آن به عنوان فاز تاریک نیز شناخته می‌شود.  این فاز به صورت ویژه برای جذب نور خورشید مناسب است. متاسفانه، همچنان این مواد ناپایدارند  و ساختار آنها به سرعت به رنگ مایل به زرد تغییر شکل می‌دهد و در این حالت نور خورشید کمتری را جذب خواهند کرد.

اما اکنون و در این مطالعه تیم تحقیقاتی بیشتر بر فاز دوم- فاز زرد- تمرکز کرده است. مخصوصا، آنها بر روی شکاف‌ها و ترک‌های ایجاد شده بر روی سطح سلول های فیلم نازک پرووسکایت تمکرکز کرده و در این فاز پیشنهاداتی برای حذف آنها که به عنوان مانعی برای عبور جریان الکتریکی هستند ارائه داده اند. آنها از یک ماده شیمایی به نام محلول کولین یدید برای این هدف استفاده کردند و دریافتند که علاوه بر حذف ترک ها، این محلول همچنین بازدهی تولید از ۱۵ تا ۱۸ درصد افزایش خواهد داد.

پیشینه و سابقه طرح

این اکتشاف در واقع دنباله تحقیق مشابهی است که توسط محققان دانشگاه KU Leuven بلژیک انجام شده است. آن تیم نیز راهی برای حفظ پرووسکایت در فاز سیاه پیدا کرد که بر اتصال آن به یک ورقه شیشه ای و گرما دادن به آن تا دمای ۳۳۰ درجه سلسیوس مبتنی بود. آن عمل باعث می‌شد اتم های پرووسکایت به سطح چسبیده شوند. وقتی که آنها در شیشه گیر بیفتند، قادر به حرکت نبوده و نمی‌توانند فاز زرد را تشکیل دهند.

همه این کارها در حال حاضر در آزمایشگاه در حال انجام است ، اما پرووسکایت‌ها مطمئناً گزینه محتملی برای سلول‌های خورشیدی سیلیکون خواهند بود. انرژی خورشیدی با ارزان تر شدن مواد ، ارزان تر می شود ، اما با بالغ شدن فناوری خورشیدی مبتنی بر سیلیکون ، این فضای  پیشرفت  کمی محدودتر می شود. از طرف دیگر فناوریهای نوظهور مانند سلولهای خورشیدی پرووسکایت فضای زیادی برای پیشرفت دارند. با این وجود ، آیا همه این پیشرفتهای بالقوه تحقق می یابد؟  هنوز هم باید منتظر بود و دید.

برچسب ها :
این مقاله برای نخستین بار در وبسایت سولارگستران منتشر شده است. هر گونه کپی برداری از مطالب بدون ذکر منبع  مورد پیگیری قرار خواهد گرفت.
نوشتهٔ بعدی
تعرفه‌های (قیمت) خرید تضمینی برق نیروگاه‌های خورشیدی
نوشتهٔ پیشین
نیروگاه های خورشیدی خانگی یا مگاواتی؟

مطالب مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

آخرین مطالب

دسته بندی مطالب

فهرست