Günəş panelləri və fotovoltaiklər (PV) elektrik enerjisi istehsalının karbonsuzlaşdırılmasına yönəlmiş davamlı səylərə töhfə verməklə getdikcə daha geniş yayılır. Günəş spektrinin hissələrini istifadə edə bilən minerallar sinfi olan perovskitlərə əsaslanan günəş batareyaları bu yaxınlarda yüksək perspektivli enerjiyə çevrilmə səmərəliliyinə və sabitliyinə nail olmuşdur.

Bu ümidverici nəticələrə baxmayaraq, perovskit günəş batareyalarının miqyasını artırmaq indiyə qədər çətin olduğunu sübut etdi. Tipik olaraq, səth sahəsi artdıqca onların səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə azalır .

Şimal-Qərb Universitetinin, Kimya Elmləri və Mühəndislik İnstitutunun (EPFL) və dünyanın digər institutlarının tədqiqatçıları bu yaxınlarda perovskit günəş modullarının səmərəliliyini və dayanıqlığını artırmağa kömək edə biləcək yeni dizayn strategiyasını təqdim etdilər. Təbiət Enerjisində qeyd olunan onların təklif etdiyi metod günəş hüceyrələrini ətraf mühitin stres faktorlarından qoruyan və onların sabitliyini yaxşılaşdıran termotrop maye kristalların əlavə edilməsini nəzərdə tutur.

Tech Xplore-a məqalənin həmmüəllifləri Dr Yi Yang və Mohammad Khaja Nazeeruddin, “Bizim son məqaləmiz səmərəli və sabit perovskit günəş modullarına artan ehtiyacdan qaynaqlandı” dedi.

“Biz materialşünaslıq və fotovoltaika sahəsindəki irəliləyişlərdən əldə edilən fikirlərə əsaslanaraq, əvvəlki tədqiqat səylərinin üzləşdiyi problemləri həll etməyi qarşıya məqsəd qoymuşuq. Bizim əsas məqsədimiz səmərəliliyi və sabitliyi artıran, perovskit günəş texnologiyasının sərhədlərini aşaraq, istehsal yanaşmasını inkişaf etdirmək idi.”

Perovskit günəş hüceyrələrini qorumaq üçün maye kristalların istifadəsini tədqiq edən əvvəlki tədqiqatlar onları adətən adi passivləşdirici və deşik daşıyan materiallar kimi istifadə edirdi. Bu tədqiqatlar bu kristalların termotrop xüsusiyyətlərini, başqa sözlə, istilik və temperatur dəyişikliklərinə cavab olaraq hərəkətlərini nəzərdən qaçırmışdır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=1873531024&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&fwrn=4&lmt=1711607803&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-02-thermotropic-liquid-crystals-efficiency-stability.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTIyLjAuNjI2MS4xMjkiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMjIuMC42MjYxLjEyOSJdLFsiTm90KEE6QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyMi4wLjYyNjEuMTI5Il1dLDBd&dt=1711607803118&bpp=2&bdt=382&idt=349&shv=r20240326&mjsv=m202403250101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dd8c6cdc5123375cd%3AT%3D1709623025%3ART%3D1711604235%3AS%3DALNI_MY2ynj5TDpMXqOZBx7W90OihbbXuw&gpic=UID%3D00000d6971a748b6%3AT%3D1709623025%3ART%3D1711604235%3AS%3DALNI_MaTILJ6PYHOKRZlSvHcKJ4LkDsnLQ&eo_id_str=ID%3D34d5e14efb6a7c5d%3AT%3D1709623025%3ART%3D1711604235%3AS%3DAA-Afjbw5XrDrmZOIEp3UV8fgvCO&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5841263933006&frm=20&pv=1&ga_vid=1833901760.1709623018&ga_sid=1711607803&ga_hid=333335350&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1829&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759842%2C31082198%2C44798934%2C95326317%2C31082176%2C95320377%2C95328825%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=1961091248473433&tmod=298912727&uas=0&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fpage7.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=359

Dr. Yang, Dr. Nazeeruddin və onların həmkarları bu termotropik xüsusiyyətlərdən istifadə edən yeni bir əlavə hazırlamaq üçün yola çıxdılar . Onların təklif etdiyi strategiya adi aşqarlara xas olan buxarlanma kristallaşmasının və nəticədə kristalların interfeyslərdə yığılmasının qarşısını alır, nəticədə geniş sahəli perovskit filmlərinin vahid passivləşməsini təmin edir .

“Əvvəlki aşqarlar, həlledicinin buxarlanması zamanı birgə çökmə zamanı perovskit filmi daxilində yığılmağa meyllidir və yük daşıyıcılarının hərəkətinin qarşısını alır”, – Dr. Yang və Dr. Nazeeruddin bildiriblər. “Bu, bizi bir fərziyyə formalaşdırmağa vadar etdi: ümumi istifadə edilən buxarlandırıcı yağıntı və kristallaşmadan başqa alternativ emal üsullarını araşdırmaq qüsurları və izolyasiya daxilolmalarının mövcudluğunu potensial olaraq azalda bilər.”

Tədqiqatçıların son araşdırması göstərir ki, istiliklə bağlı faza keçidinə görə termotrop maye kristallar əvvəllər təklif edilmiş digər maye kristal əlavələri ilə əlaqəli birləşmədən qaça bilər. Prinsipcə, onlar perovskitlər qatılaşdıqda belə maye olaraq qalacaqlar və beləliklə, günəş modullarında yük daşıyıcılarının daha uzun müddət ərzində hərəkətini asanlaşdıracaqlar.

Tədqiqatçılar “Qarışıq maye-bərk sistem daxilində səmərəli diffuziya maye kristal molekullarının qüsurların homojen passivasiyası üçün film boyunca bərabər paylanmasına imkan verdi” dedi.

İlkin sınaqlarda Dr. Yang, Dr. Nazeeruddin və onların əməkdaşları tərəfindən təklif edilən yeni aşqarlar yaxşı stabillik, 21,8% sürətli tarama səmərəliliyi və 30 sm 2 ^perovskit mini modulları üçün 21,1% stabilləşdirilmiş effektivlik əldə edərək, ümidverici nəticələr əldə etdilər. Bu tapıntılar perovskit günəş hüceyrələrini inkişaf etdirən digər tədqiqat qruplarını termotrop maye kristallara əsaslanan əlavələrlə sınaqdan keçirməyə ruhlandıra bilər .

“Biz adi aşqarların buxarlanma ilə çökməsinin qarşısını almaq üçün termotrop maye kristallardan istifadə strategiyasını təqdim etdik və beləliklə, geniş ərazili perovskit plyonkalarının vahid passivləşdirilməsinə imkan verən onların interfeys yığılması,” Dr. Yang və Dr. Nazeeruddin əlavə etdi.

“Bizim yanaşmamız daha böyük sahəli perovskit alt modullarının istehsalı üçün yuva-die örtük istehsalçısına qədər genişləndirilə bilər. Funksionallıq və faza strukturları kristal artımı, cihazın performansı və sabitliyi üçün daha da optimallaşdırıla bilər.”

Daha çox məlumat: Yi Yang et al, Termotrop maye kristal səmərəli və sabit perovskit günəş modullarına imkan verir, Təbiət Enerjisi (2024). DOI: 10.1038/s41560-023-01444-z .

Jurnal məlumatı: Təbiət Enerjisi 

© 2024 Science X Network