İnqrid Fadelli tərəfindən , Phys.org

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Molekulyar yığılmanın nəzəri və eksperimental təhlili. Kredit: Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-01964-4

Günəş işığını elektrik enerjisinə çevirə bilən cihazlar olan günəş batareyalarının istifadəsi son onilliklərdə eksponensial olaraq artmışdır. Bu cihazlar təmiz və bərpa olunan enerji istehsalına imkan yaradır ki, bu da Yer kürəsində istixana qazı tullantılarının azaldılmasına və iqlim dəyişikliyinin qarşısının alınmasına kömək edə bilər.

Bu gün bazarda olan günəş batareyalarının əksəriyyəti silikondan hazırlanır. Lakin son illərdə enerji mühəndisləri günəş batareyalarının səmərəliliyini və elastikliyini daha da artıra biləcək, eyni zamanda onların qiymətini aşağı sala biləcək digər fotovoltaik (PV) materialların potensialını araşdırırlar.

Bu günə qədər təqdim edilən ən perspektivli elementlərdən bəziləri, üstünlüklü optoelektronik xüsusiyyətlər nümayiş etdirən xarakterik kristal quruluşa malik materiallar sinfi olan perovskitlərdən hazırlanmışdır. Perovskit əsaslı elementlər silikon əsaslı analoqlarından daha yüngül, daha çevik və daha əlverişli ola bilər, lakin yenə də diqqətəlayiq səmərəlilik əldə edə bilərlər.

Onların səmərəliliyi hazırda silikon hüceyrələrinin səmərəliliyi ilə müqayisə olunsa da, bu günə qədər hazırlanmış perovskit əsaslı hüceyrələrin əksəriyyəti nəmə, istiliyə, oksigenə və UB işığına yüksək həssasdır. Beləliklə, onların performansı zamanla sürətlə azalmağa meyllidir. Bundan əlavə, hüceyrələrin içərisindəki molekulyar və interfeys təsirləri enerji itkisinə səbəb ola bilər ki, bu da onların səmərəliliyini və sabitliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Cənubi Elm və Texnologiya Universitetinin, Honkonq Şəhər Universitetinin və digər institutların tədqiqatçıları bu yaxınlarda perovskit günəş batareyalarında enerji itkilərini azalda biləcək yeni molekulyar dizayn strategiyasını təqdim etdilər. Nature Energy jurnalında dərc olunmuş məqalədə qeyd olunan bu strategiyanın müxtəlif növ perovskit günəş batareyalarının səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırdığı və zamanla onların sabitliyini artırdığı aşkar edilmişdir.SAM-ların molekulyar dizaynı, optoelektronikası və struktur xüsusiyyətləri. Müəllif: Wang və başqaları (Nature Energy, 2026).

Hidrogen rabitəsi molekulyar məhlulu

Perovskit günəş batareyalarının bəzi məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq üçün tədqiqatçılar iki əlaqəli karbazol vahidindən ibarət yeni bir molekul hazırladılar. Daha sonra bu molekula spesifik kimyəvi maddələr (yəni amidlər) əlavə etdilər ki, bu da hidrogen rabitələrinin əmələ gəlməsinə səbəb oldu.

Yaranan molekul perovskit günəş batareyalarının içərisindəki elektrodların səthinə daha yaxşı yapışır. Bu, batareyaların içərisindəki yük hissəciklərinin hərəkəti ilə əlaqəli enerji itkilərini azalda bilər.

Deng Wang, Zhixin Liu və həmkarları məqalələrində yazırdılar ki, ” Deşik selektiv öz-özünə yığılmış monolayerlər perovskit günəş batareyalarının (PSC) performansını artırıb, lakin onların həddindən artıq molekullararası qarşılıqlı təsiri arzuolunmaz öz-özünə aqreqasiyaya və zəif səthlərarası təmasa səbəb olur”.

“Biz molekullar daxilində və şəffaf keçirici oksidlə hidrogen rabitəsi şəbəkələrinin əmələ gəlməsini təmin etmək üçün ikili hidrogen rabitəsi donorları və akseptorları kimi amid vahidlərini özündə birləşdirən bikarbazol əsaslı dimerik struktur hazırlayırıq. Bu dizayn homojen molekulyar düzülüşü və yaxşı uyğunlaşdırılmış enerji səviyyələrini təşviq edir, dəlik daşınması itkisini minimuma endirir və səthlərarası sabitliyi artırır.”

Vanq, Liu və həmkarları hazırladıqları molekuldan tək qovşaqlı və tandem hüceyrələri adlanan iki fərqli növ perovskit günəş batareyası yaratmaq üçün istifadə etdilər. Tək qovşaqlı hüceyrələrdə yalnız bir işığı udma təbəqəsi var, tandem hüceyrələri isə bir-birinin üstünə yığılmış iki və ya daha çox günəş batareyasından ibarətdir və hər təbəqə müxtəlif növ şüalanmanı (yəni mavi və ya qırmızı/infraqırmızı işıq) udur.

Müəlliflər yazırdılar ki, “Biz 1,77 eV PSC-də 21,56% səmərəlilik əldə edirik, açıq dövrə gərginliyi 1,35 V və doldurma faktoru 85,76% təşkil edir. Bu strategiya həmçinin 1,56 eV PSC- lərə də tətbiq olunur və 26,80% səmərəlilik təmin edir (cərəyan sıxlığı-gərginliyi (J–V) skanlama ilə 26,57% və 300 saniyə ərzində ölçülən 25,92% sabit vəziyyətlə təsdiqlənmişdir). Ən diqqətəlayiq hal odur ki, inteqrasiya olunmuş bütün perovskit tandem günəş batareyası 30,19% səmərəlilik verir (J–V skanlama ilə 29,38% və 120 saniyə ərzində ölçülən 28,40% sabit vəziyyətlə təsdiqlənmişdir).”

Perovskit günəş batareyalarının yerləşdirilməsinə doğru

İlkin sınaqlarda tədqiqatçılar tərəfindən hazırlanmış yeni molekulyar təbəqənin enerji itkilərini əhəmiyyətli dərəcədə azaltdığı, həm perovskit hüceyrələrinin sabitliyini, həm də ümumi səmərəliliyini artırdığı aşkar edilmişdir. Həm tək qovşaqlı, həm də tandem hüceyrələrinin performansını artırsa da, sonuncu ən ümidverici nəticələr göstərərək təxminən 30% diqqətəlayiq səmərəlilik əldə etmişdir.

Gələcəkdə komandanın molekulyar dizayn strategiyası müxtəlif tərkibli digər günəş batareyalarına tətbiq oluna və real həyatda uzunmüddətli sahə təcrübələrində sınaqdan keçirilə bilər. Nəticədə, onların səyləri perovskit fotovoltaiklərinin (PV) genişmiqyaslı kommersiyalaşdırılmasına və yerləşdirilməsinə töhfə verə bilər ki, bu da qlobal olaraq daha təmiz enerji həllərinə keçidi daha da sürətləndirə bilər.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeb Klark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert İqan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Əgər bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Deng Wang və digərləri, Hidrogen rabitəsi şəbəkələri ilə öz-özünə yığılmış molekullar səmərəli bütün perovskit tandem günəş batareyalarını təmin edir, Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-01964-4 .

Jurnal məlumatı: Nature Energy 

© 2026 Science X Network