นักวิจัยได้สังเคราะห์เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความทนทานสูงที่ทำจาก perovskite - โครงสร้างผลึกทั่วไป (ในรูปแบบธรรมชาติของแร่แคลเซียมไทเทเนียมออกไซด์ออกไซด์) - ในการพัฒนาที่สามารถปฏิวัติอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ได้
พลังงานแสงอาทิตย์คือเทคโนโลยีพลังงานที่เติบโตเร็วที่สุดและมีบทบาทสำคัญในการตัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก พลังงานแสงอาทิตย์แปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้า - และใช้ในการใช้งานต่าง ๆ รวมถึงแสงความร้อนการระบายความร้อนคอมพิวเตอร์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องจักร
แผงโซลาร์เซลล์ที่ทำจากซิลิคอนมีอายุการใช้งานประมาณ 25 ปี มีการทดลองและทดสอบ แต่การใช้ซิลิคอนนั้นไม่ยั่งยืนต่อสิ่งแวดล้อมเพราะเป็นทรัพยากรที่ไม่สามารถต่ออายุได้และ จำกัด ตัวอย่างเช่นแผงโซลาร์เซลล์ที่ทนทานที่สุดใช้ซิลิคอนบริสุทธิ์ซึ่งมีราคาแพงและไม่มีประสิทธิภาพในการผลิต
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Perovskites ได้แสดงให้เห็นถึงสัญญาว่าเป็นวัสดุที่ถูกกว่าและสิ้นเปลืองน้อยกว่านักวิทยาศาสตร์กล่าว แต่มีความทนทานน้อยกว่ามาก perovskites ธรรมชาตินั้นหายาก แต่สามารถสังเคราะห์ได้เทียมเป็นสารประกอบอินทรีย์อนินทรีย์ที่มีโครงสร้างผลึก ABX3 ที่เก็บไอออนที่มีประจุไฟฟ้า
ที่เกี่ยวข้อง:32 เทคโนโลยีแปลก ๆ ที่ไม่เคยถอดออก
พวกเขาทำงานเป็นเลเยอร์การเก็บเกี่ยวแสงที่ใช้งานได้เช่นเดียวกับที่พบในเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบัน แต่พวกเขาไม่สามารถใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์เพราะพวกเขามีการวัดตลอดชีวิตในเวลาเพียงไม่กี่เดือน พวกเขายังมีแนวโน้มที่จะเกิดความไม่แน่นอนทางเคมีและความร้อนและปัญหาสามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างการผลิต (พวกเขาไวต่อความเสียหายจากความชื้นและออกซิเจน)
นักวิทยาศาสตร์มีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขปัญหาความมั่นคงเหล่านี้โดยการสร้างกลยุทธ์การออกแบบใหม่เผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 13 มิถุนายนในวารสารศาสตร์- พวกเขาสร้างโครงสร้างใหม่จาก perovskites ที่สามารถใช้งานได้ในทางทฤษฎีตราบใดที่เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอน
"เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite เป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ของเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ใหม่นี้และนั่นเป็นเพราะ perovskites สามารถทำได้ในทางทฤษฎีอย่างมีนัยสำคัญกว่าเซลล์แสงอาทิตย์อนินทรีย์เช่นซิลิกอนหรือแกลเลียมอาร์เซไนด์" Isaac Metcalf กล่าว "เหตุผลที่เป็นเพราะพวกเขาสามารถใช้วิธีแก้ปัญหาที่อุณหภูมิต่ำโดยทั่วไปคุณสามารถใช้หมึกของสารตั้งต้น perovskite และคุณสามารถแพร่กระจายไปทั่วแก้วหนึ่งชิ้นแล้วให้ความร้อนขึ้นแล้วคุณมี perovskite"
การสร้างงานวิจัยที่ผ่านมาและอื่น ๆการศึกษาล่าสุดที่พยายามปรับปรุงความมั่นคงทีมมุ่งเน้นไปที่ formamidinium iodide ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ perovskite (รู้จักกันดีสำหรับคุณสมบัติที่เพิ่มขึ้นของการดูดซับแสงและความเสถียรทางความร้อน)
พวกเขาแนะนำรูปแบบที่ละลายน้ำได้ของสารตั้งต้นไปยังชั้นของ 2D perovskites และสัมผัสพวกเขาให้ร้อนสูงกว่า 140 องศาฟาเรนไฮต์ (60 องศาเซลเซียส) นี่คืออุณหภูมิที่ความเสถียรของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ไอโอดีนที่ใช้ไอโอไดด์นั้นมี จำกัด การเปิดรับแสงเป็นเวลานานหมายถึงทีมที่สร้าง perovskites 3D "ที่เสถียร"
ที่สำคัญวิธีการใหม่ในการออกแบบ perovskites ทำให้พวกเขาคล้อยตามวิธีการแก้ไขปัญหาและหมายความว่าพวกเขาสามารถผลิตได้ในระดับที่ยิ่งใหญ่ การศึกษานับเป็นก้าวสำคัญในการนำเซลล์แสงอาทิตย์ของ Perovskite มาสู่วุฒิภาวะนักวิทยาศาสตร์กล่าว
