Nanyang Texnologiya Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

NTU-nun dosenti Annalisa Bruno cəmi 10 nanometrlik ultra nazik perovskit günəş batareyasının arxasından baxır. Mənbə: Nanyang Texnologiya Universiteti

Günəş altında park edilərkən pəncərələri və lyuku batareyasını doldurmağa kömək edə bilən bir avtomobili və ya linzaları daxili elektronikanı işə salmaq üçün işığı toplaya bilən bir cüt ağıllı eynək təsəvvür edin.

Bu cür tətbiqlər Sinqapurun Nanyang Texnologiya Universitetinin (NTU Sinqapur) alimləri tərəfindən hazırlanmış yeni tip ultra nazik şəffaf günəş batareyası ilə daha mümkün ola bilər.

Dosent Annalisa Brunonun rəhbərliyi ilə NTU tədqiqatçıları insan saçından təxminən 10.000 dəfə və adi perovskit günəş batareyalarından təxminən 50 dəfə nazik olan perovskit günəş batareyaları yaratdılar.

İncə olmalarına baxmayaraq, cihazlar bu günə qədər ultra nazik perovskit günəş batareyaları üçün bildirilən ən yüksək enerji çevrilmə səmərəliliyinə nail olub.

ACS Energy Letters jurnalında dərc olunan araşdırmanın nəticələri , görünüşünü əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirmədən binalara, nəqliyyat vasitələrinə və geyilə bilən cihazlara inteqrasiya edilə bilən günəş batareyaları üçün yol aça bilər.

Yeni günəş batareyaları yarı şəffaf və rəng baxımından neytral olduğundan, binanın görünüşünü əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirmədən pəncərələrə və fasadlara potensial olaraq daxil edilə bilər.NTU-nun tədqiqatçısı Dr. Daniela De Luca laboratoriyada vakuum kamerasında ultra nazik perovskit günəş batareyasının prototipini araşdırır. Mənbə: Nanyang Texnoloji Universiteti

NTU-nun Fizika və Riyaziyyat Elmləri Məktəbi və Materialşünaslıq və Mühəndislik Məktəbindən olan dosent Bruno bildirib ki, “Qlobal enerji istehlakının təxminən 40%-ni tikinti mühiti təşkil edir, buna görə də binaların səthlərini enerji istehsal edən aktivlərə çevirən texnologiyalar aktuallıq qazanır”.

“Perovskit günəş batareyalarımız nisbətən aşağı temperaturda sadə proseslərdən istifadə etməklə istehsal oluna bildikləri üçün fərqli üstünlüklər təklif edir. Onlar həmçinin şəffaf qalaraq müəyyən dalğa uzunluqlarını udmaq üçün tənzimlənə bilər və potensial olaraq geniş ərazilərə miqyaslandırıla bilər ki, bu da onların karbon izini azaldır”, – deyə NTU-nun Enerji Tədqiqat İnstitutunun Bərpa Olunan Enerji və Aşağı Karbonlu Həllər və Enerji Saxlama üzrə klaster direktoru olan professor Bruno əlavə edib.

Ənənəvi silikon günəş batareyalarından fərqli olaraq, bu perovskit əsaslı cihazlar hətta dolayı günəş işığı və dağınıq işıq şəraitində belə elektrik enerjisi istehsal edə bilir. Bu, onu xüsusilə Sinqapurun şəhər mühiti üçün uyğun edir, çünki şaquli bina səthləri və tez-tez bulud örtüyü birbaşa günəş işığına məruz qalmağı məhdudlaşdırır.

Misal olaraq, texnologiya oxşar performansı qoruyarkən miqyaslandırılsaydı, böyük şüşə fasadlar günəş enerjisi istehsalı üçün aktiv səthlərə çevrilə bilərdi.

İlkin hesablamalara görə, Raffles Place və ya Marina Bay-dəki ofis qülləsi kimi böyük şüşə fasadlı binada yerləşdirmə nəzəri olaraq ildə bir neçə yüz meqavat-saat elektrik enerjisi istehsal edə bilər.

İstifadəyə yararlı şüşə sahəsindən və binanın istiqamətindən asılı olaraq, bu enerji istehsalı səviyyəsi təxminən 100 dördotaqlı HDB mənzilin illik elektrik enerjisi istehlakına bərabər olacaqdır.

Görünməz günəş batareyalarının istehsalı

Perovskit günəş batareyaları bir neçə təbəqədən ibarətdir, o cümlədən günəş işığını udan və onu elektrik enerjisinə çevirən yarımkeçirici təbəqə.

Ultra nazik hüceyrələri hazırlamaq üçün NTU komandası istilik buxarlanması kimi tanınan sənaye baxımından uyğun bir metoddan istifadə etdi . Bu prosesdə mənbə materialları buxarlanana qədər vakuum kamerasında qızdırılır. Daha sonra buxar bir səthə çökür və burada nazik bir təbəqə əmələ gətirir.

Bu üsul çox nazik və vahid perovskit təbəqələrinin geniş ərazilərdə çökməsinə imkan verir. Bu üsul həmçinin zəhərli həlledicilərin istifadəsindən qaçınır və günəş batareyalarındakı qüsurları azaltmağa kömək edir və onların işığı elektrik enerjisinə çevirmə qabiliyyətini artırır.

Tədqiqatçılar prosesi tənzimləməklə perovskit təbəqəsinin qalınlığını idarə edə və həm qeyri-şəffaf, həm də yarı şəffaf cihazlar yarada bildilər.

Komanda hesab edir ki, bu, ultra nazik perovskit günəş batareyalarının tamamilə vakuum əsaslı proseslərdən istifadə edilərək hazırlanmasının ilk halıdır. Bu, texnologiyanı gələcəkdə genişmiqyaslı sənaye istehsalı üçün daha uyğun hala gətirə bilər.

Bu texnikadan istifadə edərək, tədqiqatçılar faydalı günəş batareyası performansını qoruyub saxlayaraq 10 nanometrə qədər ultra nazik perovskit udma təbəqələri istehsal etdilər.

Qeyri-şəffaf cihazlarda, hüceyrələr müvafiq olaraq 10, 30 və 60 nanometr ölçülü perovskit təbəqələri üçün təxminən 7%, 11% və 12% güc çevirmə səmərəliliyinə nail oldu.

60 nanometr nazik perovskit təbəqəsinə malik yarı şəffaf element görünən işığın təxminən 41%-nin keçməsinə imkan verir, eyni zamanda günəş işığını 7,6% səmərəliliklə elektrik enerjisinə çevirirdi.

Tədqiqatçılar bunun oxşar materiallardan hazırlanmış yarı şəffaf perovskit günəş batareyaları üçün ən yaxşı göstəricilərdən biri olduğunu bildiriblər.

Bu, gün işığının keçməsinə imkan verəcək və eyni zamanda faydalı miqdarda elektrik enerjisi istehsal edəcək ki, bu da günəş pəncərələri, şüşə fasadlar və rənglənmiş bina səthləri kimi tətbiqlər üçün vacibdir.

Məqalənin ilk müəllifi, NTU-nun Enerji Tədqiqat İnstitutunun, Fizika və Riyaziyyat Elmləri Məktəbinin və Materialşünaslıq və Mühəndislik Məktəbinin keçmiş doktorantı Dr. Luke White dedi: ” İstilik buxarlanmasını dəqiq idarə etməklə günəş batareyalarının şəffaflığını tənzimləyə bilirik. Bu, elektrik enerjisi istehsal edən rəngli pəncərələr kimi davamlı memarlıq üçün yeni imkanlar açır.”

Kembric Universitetinin Kimya Mühəndisliyi və Biotexnologiya kafedrasının Enerji Materialları və Optoelektronika professoru, professor Sem Stranks müstəqil şərh verərək dedi: “Bu yanaşma, yarı şəffaf günəş batareyalarının daha geniş sahələrə tətbiq olunması üçün lazım olan təbəqə qalınlığı və vahidliyi üzərində yüksək səviyyədə nəzarət təklif edir.”

“Yarı şəffaf perovskit günəş batareyaları, pəncərələr, fasadlar və yüngül elektronika kimi ənənəvi silikon panellərlə istifadəsi çətin olan səthlərdən enerji toplamaq üçün maraqlı bir yoldur.”

“Burada bildirilən nəticələr çox nazik cihazlarda şəffaflıq və enerji istehsalı arasında ümidverici bir tarazlıq göstərir, növbəti vacib sınaqlar isə daha böyük ərazilərdə uzunmüddətli sabitlik, davamlılıq və performans olacaq.”

Davamlı şəhərlərin enerji ilə təmin edilməsi

Professor Bruno perovskit günəş batareyaları sahəsində qabaqcıllardan biridir. Onun termal buxarlanmış perovskit günəş batareyaları üzərində əvvəlki işləri genişləndirilmiş, perovskit günəş batareyaları sahəsini inkişaf etdirmiş və sənayedə tətbiq olunması üçün yol açmışdır.

Onun innovasiyaları NTU İnnovasiya və Sahibkarlıq təşəbbüsü tərəfindən dəstəklənir və bu təşəbbüs tədqiqat qruplarına perspektivli ideyaları laboratoriyalardan kommersiyalaşdırmaya sürətləndirməyə və tərcümə etməyə kömək edir.

Universitetin innovasiya və müəssisə şirkəti olan NTUitive tərəfindən yeni bir strukturda ultra nazik perovskit filmlərinin hazırlanması üçün patent alınıb.

Tədqiqatçılar hazırda bu tədqiqatda istifadə edilən istilik buxarlanma prosesini təsdiqləmək və standartlaşdırmaq üçün şirkətlərlə danışıqlar aparırlar. Onlar həmçinin perovskit günəş batareyalarının kommersiya məqsədləri üçün istifadə olunmazdan əvvəl onların uzunmüddətli stabilliyini, davamlılığını və geniş sahə performansını yaxşılaşdırmaq üzərində işləyəcəklər.

Şəhərlər daha sıxlaşdıqca və elektrik enerjisinə tələbat artdıqca, binalar getdikcə təkcə enerji istehlakçıları deyil, həm də potensial təmiz enerji mənbələri kimi qəbul edilir.

Günəş panelləri artıq damlarda geniş istifadə olunur. Lakin binaların şaquli səthləri, o cümlədən pəncərələr və şüşə fasadlar, əsasən istifadə olunmamış qalır.

Onların irəliləyişi, pəncərələrin qurulmasından tutmuş nəqliyyat vasitələrinə və geyilə bilən elektron cihazlara qədər gündəlik səthlərə inteqrasiya edilə bilən şəffaf günəş batareyaları istiqamətində mühüm bir addımdır və şəhərlərə əlavə torpaq tələb etmədən daha təmiz enerji istehsal etməyə kömək edir.