İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Amorf təbəqə ilə örtülmüş perovskit kristallarının TEM təsviri. Müəllif: Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-025-01932-4.

Günəş işığını elektrik enerjisinə çevirən cihazlar olan günəş batareyaları, dünya miqyasında istixana qazı tullantılarının azaldılmasına kömək edir və bərpa olunan enerji mənbələrinə keçidi təşviq edir. Bu gün istifadə olunan günəş batareyalarının əksəriyyəti silikona əsaslanır, lakin tədqiqatçılar son zamanlar digər fotovoltaik materialların, xüsusən də perovskitlərin potensialını araşdırırlar.

Perovskitlər güclü işığı udma qabiliyyətinə malik fotovoltaik materiallar sinfidir. Praktik cihazlarda perovskit nazik təbəqələri adətən polikristal olur, yəni onlar bir çox kiçik kristal dənəciklərdən ibarətdir. Perovskitlər günəş işığını bu qədər səmərəli şəkildə udduğu üçün ~1 μm-dən nazik təbəqə düşən günəş radiasiyasının çox hissəsini tuta bilər, halbuki adi kristal silikon adətən yüzlərlə mikrometr aktiv material tələb edir.Play Video

Güclü udma və ultra nazik aktiv təbəqələrin bu kombinasiyası perovskit nazik təbəqəli günəş batareyalarını xüsusilə yüngül, çevik və yüksək səmərəli fotovoltaik cihazlar üçün çox uyğun edir. Bu bir çox üstünlüklərə baxmayaraq, perovskitlər hələ də əsl mexaniki elastikliyə, əməliyyat sabitliyinə nail olmaq və eyni zamanda böyük ərazilərdə yüksək səmərəliliyi qorumaq kimi daxili çətinliklərlə üzləşirlər.

Çinin Jinan Universiteti və Guangdong Mellow Energy Co. Ltd. şirkətinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda dəfələrlə əyildikdən sonra belə, zamanla öz fəaliyyətini qoruyub saxlayan çevik və yüngül perovskit günəş batareyalarının hazırlanmasına imkan yarada biləcək yeni bir strategiya hazırlayıblar.

Onların yanaşması, Nature Energy jurnalında dərc olunmuş bir məqalədə təqdim olunur və passivasiya texnikalarının və maşın öyrənmə alqoritmlərinin köməyi ilə hazırlanmış yeni qoruyucu molekulların istifadəsini nəzərdə tutur.

Məqalənin həmmüəllifi Dr. Şaohanq Vu Tech Xplore-a bildirib ki, “Yüngül, elastik və zərbəyə davamlı xüsusiyyətlər perovskit nazik təbəqəli fotovoltaiklərin daxili üstünlükləridir və bu da bizi çevik perovskit modulları üzərində tədqiqatlara çox erkən mərhələdə başlamağa sövq etdi”.

“Lakin, işimiz real həyatda tətbiqlərə doğru irəlilədikcə, laboratoriya miqyasında tez-tez nəzərdən qaçırılan fundamental çətinlikləri getdikcə daha çox dərk etdik. Xüsusilə, çevik perovskit cihazları xüsusi olaraq çevik sistemlərə uyğunlaşdırılmış passivləşdirmə strategiyaları tələb edir – bu yanaşmalar sərt modullar üçün istifadə edilənlərdən əsaslı şəkildə fərqlənməlidir.”

Kristal silikonla müqayisədə perovskitlər nisbətən “yumşaq” materiallardır, buna görə də mexaniki gərginlik və ya təzyiq altında onların qəfəsi daha asan deformasiya ola bilər. Belə deformasiya onların optoelektronik xüsusiyyətlərini dəyişdirə və öz növbəsində fotovoltaik enerji çevrilməsinin səmərəliliyini azalda bilər.

“Bir çox geniş istifadə olunan passivasiya strategiyaları kristal aşağı ölçülü perovskitlər üçün işləmək üçün hazırlanmışdır, buna görə də onlar sərt cihazlar üçün təsirli ola bilər, lakin çevik sistemlər üçün mahiyyət etibarilə daha az uyğundur”, – deyə Dr. Vu bildirib.

“Bu, bizi yetkin çevik yarımkeçirici texnologiyalara yenidən baxmağa vadar etdi. Məsələn, çevik nazik təbəqəli tranzistorlarda (TFT) amorf silikon və amorf IGZO geniş istifadə olunur, amorf silikon isə silikon heterokeçidli (HJT) günəş batareyalarında standart passivasiya təbəqəsidir.”

Maşın öyrənməsi ilə yeni qoruyucu molekulların dizaynı

Əvvəlki tədqiqatlara əsaslanaraq, Dr. Wu və həmkarları amorf materialların (yəni atomların və ya molekulların nizamsız şəkildə yerləşdiyi bərk cisimlərin) elastik günəş batareyalarının inkişafı üçün daha uyğun ola biləcəyini anladılar. Əslində, bu materialların elektron xüsusiyyətləri əyildikdə və ya deformasiya olunduqda əsasən dəyişməz qalır.

Doktor Vu izah etdi ki, “İşimizin əsas məqsədi bu materiallardan yalnız səmərəli deyil, həm də mexaniki cəhətdən möhkəm və praktik olaraq aktual olan çevik perovskit fotovoltaikləri hazırlamaq üçün istifadə etmək idi”.

“Perovskit təbəqələri adətən polikristal olur və elastik PET substratında çoxlu sayda kiçik dənəciklərdən ibarətdir. Kristal silikonla müqayisədə perovskitlər nisbətən yumşaqdır və stressdən qaynaqlanan qəfəs deformasiyasına daha çox meyllidir.”

“Cihaz əyildikdə, mexaniki reaksiyadakı uyğunsuzluq dənələrdən dənələrə qarşılıqlı təsirə və nisbi yerdəyişməyə səbəb ola bilər, mikro çatların yaranmasına, səth zədələnməsinə və hətta qismən delaminasiyaya səbəb ola bilər. Bu mexaniki nasazlıqlar nəticədə optoelektron xüsusiyyətlərini dəyişdirir və cihazın işini pisləşdirir.”

Çevik perovskit fotovoltaiklərinin bu məlum məhdudiyyətini aradan qaldırmaq üçün tədqiqatçılar fərdi perovskit dənələri arasına yumşaq amorf material əlavə etdilər. Bu təbəqə mexaniki bufer kimi çıxış edir və fotovoltaik təbəqə əyildikdə və ya deformasiya olunduqda sərt perovskit dənələri arasında birbaşa təmasın qarşısını alır.

“Bu o deməkdir ki, mexaniki gərginlik dənəcik sərhədlərində cəmləşmək əvəzinə, udulub yenidən paylana bilər”, – deyə Dr. Vu bildirib.

“Bu amorf təbəqə diqqətlə dizayn edilməlidir, çünki sıxılma və deformasiya altında optoelektronik cəhətdən sabit qalmalı, elektron və fotovoltaik xüsusiyyətlərini qorumalıdır. Bu tarazlığa nail olmaqla, səmərəliliyi itirmədən çevik perovskit fotovoltaiklərinin mexaniki möhkəmliyini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilərik ki, bu da miqyaslı və praktik tətbiqlər üçün vacibdir.”

Amorf təbəqəni dizayn etmək üçün tədqiqatçılar maşın öyrənmə üsullarına — böyük məlumat dəstlərindəki nümunələri aşkar edə bilən hesablama modellərinə əsaslanıblar. Müəyyən etdikləri material elastik günəş batareyalarının 24,52% yüksək səmərəliliyə çatmasına imkan verib. Xüsusilə, bu batareyalar 10.000 əyilmə dövründən sonra ilkin səmərəliliyinin 92,5%-ni qoruyub saxlayıb.1,56 kvadratmetrlik çevik perovskit günəş modulunun açıq havada yerləşdirilməsi. Müəllif: Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-025-01932-4

Daha da əhəmiyyətlisi, bu strategiya həmçinin misli görünməmiş, kvadrat metr miqyaslı çevik perovskit modulunun reallaşdırılmasına imkan yaratdı. Komanda, sertifikatlaşdırılmış səmərəliliyi 15% olan 1,56 m² modul hazırladı və bu, çevik perovskit fotovoltaiklərini kiçik miqyaslı nümayişlərdən kənara çıxaraq, açıq havada istifadəyə hazır, real dünyada tətbiqə doğru aparan əsas mərhələ oldu.

Perovskit günəş batareyalarının gələcəkdə yerləşdirilməsinə doğru

Bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən təqdim edilən yeni dizayn və passivasiya strategiyası nazik və elastik perovskit əsaslı fotovoltaiklərin gələcəkdə kommersiyalaşdırılmasına töhfə verə bilər. Digər enerji mühəndisləri tezliklə bu strategiyadan ilham ala və digər amorf və diqqətlə hazırlanmış qoruyucu təbəqələrdən istifadə edərək perovskit günəş batareyalarının davamlılığını artırmağa başlaya bilərlər.

“Bu işdə, Pb-I növləri ilə qarşılıqlı təsir göstərən ev sahibi-qonaq molekulyar sisteminə əsaslanan amorf kompozit passivasiya təbəqəsi quraraq kökündən fərqli bir konsepsiya təqdim edirik”, – deyə Dr. Vu bildirib.

“Molekulyar dizayn vasitəsilə amorf strukturu qoruyarkən effektiv enerji səviyyəli modulyasiyaya nail oluruq. Bu, passivasiya təbəqəsinin təkrar əyilmə və uzunmüddətli əməliyyat zamanı elektron və struktur cəhətdən sabit qalmasına imkan verir.”

Çevik perovskit fotovoltaikləri çox perspektivli bir tətbiq sahəsi təklif edir və kosmik fotovoltaiklərin son zamanlar yüksəlişi bu texnologiya üçün imkanları daha da genişləndirib. Bunun səbəbi, kosmik mühitin nəm və oksigenə məruz qalmağı əsasən aradan qaldırmasıdır ki, bu da perovskitlərin xüsusilə həssas olduğu iki amildir.

Kosmosda yerləşdirilmək üçün günəş batareyaları həm yüngül, həm də yüksək performanslı olmalıdır. Bunun əksinə olaraq, Yer kürəsində əsas problem suyun və oksigenin zərərli təsirlərini azaltmaq üçün kapsullaşdırmadan çox asılı olan uzunmüddətli açıq hava sabitliyidir. Bu, xüsusilə vacibdir, çünki kapsullaşdırma hazırda çevik modulların ümumi dəyərinin 40%-ni təşkil edə bilər.

“Beləliklə, növbəti tədqiqatlarımız iki prioritetə ​​yönələcək: güc-çəki nisbətini daha da artırmaq və ümumi dəyəri və kommersiya baxımından davamlılığı artırmaq üçün kapsullaşdırma xərclərini azaltmaq”, – deyə Dr. Vu əlavə edib.

“Çevik və sərt modullar kökündən fərqli qablaşdırma reallıqları ilə üzləşirlər. Sərt modullar üçün ikiqat şüşəli kapsullaşdırma yetkin, etibarlı və nisbətən ucuzdur. Lakin çevik kapsullaşdırma əsasən bahalı olan və təchizatçılar arasında performans, keyfiyyət ardıcıllığı və qiymət baxımından əhəmiyyətli dərəcədə dəyişkənlik nümayiş etdirən su-buxar baryer filmlərindən asılıdır.”

“Biz çevik modulların daxili nəmə və nəm-istiliyə davamlılığını gücləndirməyi, eyni zamanda yerdə real dünya açıq hava əməliyyatları üçün uyğun olan möhkəm, miqyaslı, daha ucuz kapsullaşdırma həllərini inkişaf etdirməyi hədəfləyirik.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Mingzhu He və digərləri, Təkmilləşdirilmiş stabilliyə malik miqyaslana bilən çevik perovskit fotovoltaikləri üçün amorf dənə sərhəd mühəndisliyi, Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-025-01932-4 .

Jurnal məlumatı: Nature Energy 

© 2026 Science X Network