یک سلول خورشیدی Perovskite، از یک کاتیون ارگانیکی و آنیون هالید سرب تشکیل می یابد. در عملیات حرارتی تبدیل مواد اولیه به لایه کریستالی آن، برخی محتویات ارگنیک از بین میرود که این منجر به بروز اشکال در ساختار مواد و در نتیجه پائین آمدن کارائی و افزایش آسیب پذیری در برابر رطوبت هوا، گرما و حتی نور خورشید میگردد. در عین حال، این سلول خورشیدی بهترین و ارزانترین سلول خورشیدی برای تبدیل نور به الکتریسیته و با راندمان بیش از 23 درصد میباشند که طی یک دهه گذشته پیشرفتهای قابل توجهی داشته است.
به تازگی، محققان، پلیمری را توسعه داده اند که اشکالات سلولهای خورشیدی perovskite را کاهش میدهد. این محققان، در دانشگاه کالیفرنیا، پلیمری را برای کاهش مشکلات جذب نور آن بکار بسته اند که در عین حال باعث افزایش راندمان نیز میگردد.
روش آنها، استفاده از لایه ای به ضخامت 60 میلیمتر از پلیمر پایه تیوفن، با نام اختصاری PTQ10، بر روی مواد سازنده perovskite میباشد که درست پیش از عملیات حرارت دادن تا 150 درجه سانتیگراد بر روی آن قرار داده میشود. که علاوه بر ایجاد مقاومت در برابر تلفات بخشهای ارگانیک، به تقویت توان خروجی نیز کمک میکند. این پلیمر رسانا باعث افزایش راندمان سلول خورشیدی تا 21.2 درصد میشود که یک راندمان قابل توجه و رقابتی با انواع دیگر میباشد.
این تیم تحقیقاتی ابتدا تعداد 40 عدد سلول perovskite را با این روش ساخته و در مراحل تست، همگی، بجز یک مورد، راندمان 19 تا 21 درصد را به ثبت رساندند و توانسته اند تا 430 ساعت و در شرایط دمایی 85 درجه سانتیگراد، 85 درصد از بخشهای ارگانیک خود را حفظ کنند. این یعنی دو برابر مدت زمان مربوط به سلولهای مشابه که فاقد این لایه پلیمری هستند. آنها تخمین میزنند که اگر این سلولها در داخل یک محفظه و دور از رطوبت هوا قرار گیرند، این زمان تا بیش از 1000 ساعت افزایش خواهد یافت. با این حال، هنوز نیاز به تلاشهای بیشتری دارد تا به حد استانداردهای بین المللی سلولهای خورشیدی برسد. اکنون آنها در حال طرح ریزی استفاده از لایه ضخیمتر این پلیمر هستند که بتواند نور بیشتری را جذب کرده و با رفع ایرادات قبلی راندمان بالاتری داشته باشد.
منبع:
https://www.perovskite-info.com/researchers-develop-polymer-film-reduces-defects-perovskites
بازدیدها: 7
