Para Saintis Mencipta Sel Suria Perovskite Yang Tahan Panas

2023 Pengarang: Isabella Ferguson | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-08-03 14:11

Mengapa orang sangat panas pada sel suria perovskite? Untuk satu perkara, ia lebih ringan dan lebih murah untuk dihasilkan daripada sel suria konvensional yang terbuat dari silikon. Untuk yang lain, mereka boleh dicetak, fleksibel, dan dapat dipasang di mana saja, menjadikannya sesuai untuk membina aplikasi solar bersepadu. Kelemahannya, mereka tidak begitu cekap, tidak bertahan lama, dan terjejas oleh panas dan kelembapan. Ada yang mengatakan teknologi perovskite hari ini berada pada titik yang hampir sama dengan teknologi panel solar tradisional sedekad yang lalu.

Salah satu teknik yang diterokai oleh para penyelidik adalah sel suria hibrid, yang menyimpan lapisan perovskite di atas wafer silikon. Lapisannya boleh setipis sepersejuta inci dan sel-sel hibrid mempunyai penilaian kecekapan 25%. Tetapi panas menjadi isu. Dipasang di luar rumah di kawasan yang cerah, panel solar dapat mencapai suhu 200º F - terlalu tinggi agar lapisan perovskite dapat bertahan.

Di Iowa State University, sebuah pasukan penyelidik sedang menyiasat perovskites hibrid yang menggunakan bahan bukan organik seperti cesium sebagai ganti organik, perubahan yang menjadikan sel stabil pada suhu tinggi. Mereka juga mengembangkan teknik fabrikasi yang menyimpan banyak lapisan bahan perovskite nipis hanya beberapa miliar inci tebal di atas wafer silikon. Teknik pemendapan wap ini konsisten, tidak meninggalkan bahan cemar, dan sudah digunakan di industri lain sehingga dapat ditingkatkan untuk produksi komersial, menurut Iowa State University. Penyelidikan ini telah diterbitkan baru-baru ini dalam jurnal Applied Energy Materials.

"Sel suria perovskite kami tidak menunjukkan degradasi termal bahkan pada suhu 200 darjah Celsius (390 darjah Fahrenheit) selama lebih dari tiga hari, suhu yang jauh lebih tinggi daripada yang perlu ditanggung oleh sel suria dalam persekitaran dunia nyata," kata Harshavardhan Gaonkar, yang pertama pengarang. "Itu jauh lebih baik daripada sel-sel perovskite organik-anorganik, yang akan terurai sepenuhnya pada suhu ini. Jadi ini adalah kemajuan besar di lapangan,”tambah profesor Vikram Dalal, yang memimpin pasukan penyelidikan.

Pasukan ini mengganti yodium yang biasa digunakan dalam sel perovskite dengan bromin, yang menjadikannya kurang sensitif terhadap kelembapan - masalah biasa dengan perovskites hibrid. Tetapi itu menurunkan kecekapan sel menjadi 11.8%. "Kami sekarang berusaha mengoptimumkan sel ini - kami ingin menjadikannya lebih efisien dalam menukar tenaga suria menjadi elektrik," kata Dalal. "Kami masih memiliki banyak penelitian yang harus dilakukan, tetapi kami pikir kami dapat sampai ke sana dengan menggunakan kombinasi bahan baru."

Mengapa mengganggu, mungkin ada yang mengatakan. Siapa yang peduli dengan sel suria yang kurang daripada 12% cekap? Analogi boleh dibuat untuk pengangkutan elektrik atau bentuk tenaga boleh diperbaharui yang lain. Tidak ada satu teknologi yang terbaik untuk setiap keadaan. Pilihannya bagus dan semuanya menyumbang kepada tujuan keseluruhan - menyingkirkan bahan bakar fosil selama-lamanya sehingga manusia dapat terus berkembang maju di Bumi.

"Kajian ini menunjukkan kestabilan terma bahan perovskite anorganik dan sel suria yang lebih kuat pada suhu yang lebih tinggi dan dalam jangka masa yang panjang daripada yang dilaporkan di tempat lain," kata para penyelidik. "(Ini) hasil yang menjanjikan dalam usaha mengkomersialkan bahan sel surya perovskite." Bilakah perovskites akan siap untuk waktu perdana? Sabar, belalang.