เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ได้พัฒนาอย่างรวดเร็วเป็นพิเศษไปจากความอยากรู้อยากเห็นไปยังพื้นที่วิจัยพลังงานแสงอาทิตย์ที่ร้อนแรงที่สุดในระยะเวลาไม่กี่ปี หลังจากเอาชนะชุดของอุปสรรคหนึ่งปัญหาสำคัญยังคงอยู่; ความทนทานของพวกเขา กระดาษในวัสดุธรรมชาติรายงานวิธีแก้ปัญหาใหม่ มันมาน้อยกว่าหนึ่งสัปดาห์หลังจากเอกสารที่มีความสำคัญเท่าเทียมกันอีกสองฉบับหนึ่งเอกสารหนึ่งฉบับที่ให้ทางเลือกแก้ปัญหาเดียวกันและอีกฉบับหนึ่งที่ระบุว่า perovskites นั้นน่าตื่นเต้นกว่าที่ใคร ๆ ก็รู้
เซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ที่ทำงานในโลกนั้นทำโดยใช้ซิลิคอน แม้ว่าวัตถุดิบจะอยู่ในระดับที่ถูกที่สุดและอุดมสมบูรณ์ที่สุดในโลก แต่อุณหภูมิสูงที่จำเป็นในการผลิต polysilicon ที่มีความบริสุทธิ์เป็นพิเศษต้องใช้พลังงานอย่างมาก แม้จะมีการลดลงของราคาสำหรับเซลล์ซิลิกอนในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา แต่ก็เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าจะไปไกลกว่านี้มากเราจะต้องการสิ่งที่แตกต่าง มีการลองอีกหลายทางเลือกและบางตัวก็พิสูจน์ได้ดีกว่าซิลิกอนในบางช่อง แต่มีเพียง perovskites เท่านั้นดูเป็นไปได้เพื่อเป็นแหล่งอำนาจหลักในโลก
Perovskites ได้รับการตั้งชื่อตามวัสดุธรรมชาติที่มีโครงสร้างพื้นฐานที่เลียนแบบ พวกเขาประกอบด้วยแคลเซียมออกซิเจนและไทเทเนียม - องค์ประกอบราคาถูกมากทั้งหมด - เจือด้วยโลหะ ปริมาณของโลหะที่ใช้มีขนาดเล็กมากจนต้นทุนการผลิตควรต่ำมาก ยิ่งไปกว่านั้นที่เซลล์ซิลิกอนดีในการรวบรวมพลังงานจากส่วนสีแดงของสเปกตรัม แต่ไม่ดีที่สีน้ำเงิน perovskites สามารถปรับได้เพื่อให้เหมาะกับความยาวคลื่นที่ต้องการ
การย้ายถิ่นของไอออนได้ก่อให้เกิดปัญหาสำหรับความพยายามก่อนหน้านี้ในการค้าเซลล์ perovskite เนื่องจากไอออนอพยพทำให้วัสดุไม่เสถียรและนำไปสู่การสลายระยะยาว แม้แต่เซลล์แสงอาทิตย์ราคาถูกมากก็ไม่ได้ใช้มากนักหากไม่นาน ทีมที่นำโดยศาสตราจารย์ Aram Amassian แห่ง North Carolina State University ได้อธิบายถึงวิธีการ“ corral” ไอออนภายใน perovskites เพื่อควบคุมการอพยพเหล่านี้
“ เราไม่พบวิธีที่จะป้องกันไม่ให้ไอออนเคลื่อนที่ผ่านวัสดุ perovskite แต่เราพบว่ามันเป็นไปได้ที่จะนำไอออนเหล่านี้ไปสู่ท่อที่ปลอดภัยซึ่งไม่ทำให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้างหรือประสิทธิภาพของวัสดุลดลง” Amassian กล่าวใน A Aคำแถลง- “ มันเป็นก้าวสำคัญ”
Perovskites ผลิตเป็นชุดของผลึกหรือ“ธัญพืช” ซึ่งสัมผัสที่ขอบเขตของเมล็ด “ ธัญพืชได้รับการปกป้องจากการด้อยค่าที่ดีขึ้นเมื่อไอออนเคลื่อนที่ไปตามขอบเขตของธัญพืช” ผู้เขียนคนแรกกล่าวMasoud Ghasemi-
โดยการจัดการขอบเขตทีมได้แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะทำให้ perovskites มีเสถียรภาพมากขึ้น
ราวกับว่าการขยายอายุการใช้งานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สะอาดนั้นไม่เพียงพอ Amassian เชื่อว่ามีศักยภาพในการทำงานร่วมกันที่จะนำไปใช้กับผู้ให้บริการประจุผลึกชนิดอื่น ๆ ซึ่งอาจนำไปสู่อุปกรณ์เก็บกระแสไฟฟ้าที่ดีขึ้น
สองสัปดาห์ก่อนหน้านี้กระดาษในวิทยาศาสตร์อธิบายอีกวิธีหนึ่งในการรักษาเสถียรภาพ perovskites สำหรับการใช้งานระยะยาวโดยการรักษาพวกเขาด้วยโพรเพน 1,3-bis (diphenylphosphino) (DPPP) แม้จะมีชื่อที่น่าเกรงขาม "DPPP ยังเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่มีต้นทุนต่ำและเข้าถึงได้ง่าย"พูดว่าผู้เขียนDr Zhaoning Songของมหาวิทยาลัยโทเลโดในแถลงการณ์
ยังมีบทความอีกฉบับหนึ่งที่ตีพิมพ์ในช่วงมหากาพย์สองสัปดาห์นี้ไม่ได้กล่าวถึงเสถียรภาพของ Perovskites แต่แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถเปลี่ยนแสงแดดให้เป็นไฟฟ้าได้มากขึ้น เซลล์ Perovskite นั้นบางพวกเขาวางอยู่บนพื้นผิวเพื่อให้มีความมั่นคงและนี่มักจะเป็นแก้ว
อย่างไรก็ตาม,ศาสตราจารย์ Chunlei Guoและเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์พบ perovskites บนพื้นผิวโลหะหรืออิเล็กทริกเก็บเกี่ยวพลังงานเพิ่มขึ้น 30-50 เปอร์เซ็นต์ในแสงที่ตกลงมา การกระตุ้นของอิเล็กตรอนก็ใช้เวลานานขึ้นโดยให้เวลามากขึ้นซึ่งสามารถแตะได้ “ ไม่มีใครมาสังเกตนี้ใน Perovskites” Guoพูดว่าในแถลงการณ์ “ ทันใดนั้นเราสามารถวางแพลตฟอร์มโลหะไว้ใต้ perovskite เปลี่ยนการโต้ตอบของอิเล็กตรอนภายใน perovskite อย่างเต็มที่”
ยิ่งไปกว่านั้นด้วยการสลับชั้นโลหะและเลเยอร์อิเล็กทริกเขารายงานในธรรมชาติโฟโตนิกส์ความไวของเครื่องตรวจจับแสงสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างน่าอัศจรรย์ 250 เปอร์เซ็นต์
ทั้งสามทีมยังคงต้องแสดงให้เห็นถึงความคิดของพวกเขาในระดับและนอกเงื่อนไขห้องปฏิบัติการเฉพาะด้านนอก Guo อาจพบว่าพื้นผิวสลับกันเพิ่มค่าใช้จ่ายในการผลิตเซลล์มากเกินไปเพื่อให้วิธีการที่มีประโยชน์นอกสภาพแวดล้อมของผู้เชี่ยวชาญด้านประสิทธิภาพที่มีความสำคัญมากกว่าราคา
อย่างไรก็ตามหากแม้แต่หนึ่งในแนวทางก็ทำให้การกระโดดจากม้านั่งในห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตจำนวนมากพวกเขาสามารถกำจัดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในช่วงเวลากลางวันโดยประหยัดเงินผู้บริโภคในเวลาเดียวกัน
เอกสารถูกตีพิมพ์ในวัสดุธรรมชาติ(เปิดการเข้าถึง),ศาสตร์, และโฟโตนิกส์ธรรมชาติ(เปิดการเข้าถึง)
