Έδειξαν επίσης αξιοσημείωτη σταθερότητα, διατηρώντας πάνω από το 80% της αρχικής τους επίδοσης για πάνω από 2.000 ώρες υπό συνεχές φως - Νέα μέθοδος αντιμετωπίζει άμεσα το πρόβλημα της «απώλειας φωτονίων»
Ερευνητές στην Κίνα έχουν αναπτύξει μια πρωτοποριακή στρατηγική για να ξεπεράσουν ένα κρίσιμο σημείο συμφόρησης στην απόδοση των ηλιακών κυττάρων επόμενης γενιάς, επιτυγχάνοντας ρεκόρ απόδοσης και βελτιώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους.
Η νέα μέθοδος αντιμετωπίζει άμεσα το πρόβλημα της «απώλειας φωτονίων» (κύριος «ένοχος» για την υποβάθμιση της απόδοσης) που έχει περιορίσει την αποτελεσματικότητα των διφασικών ηλιακών κυψελών περοβσκίτη (Bi-PSC).
Βάσει δημοσιεύματος του interestingengineering.com, εισάγει καινούργια τεχνική για τη δημιουργία στρωμάτων περοβσκίτη υψηλής ποιότητας, παχιάς μεμβράνης.
«Αυτή η έρευνα αναγνωρίζει την απώλεια φωτονίων ως τον κύριο παράγοντα που οδηγεί στην υποβάθμιση της απόδοσης των διφασικών ηλιακών κυψελών περοβσκίτη (Bi-PSC).
Για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, προτείνεται μια μέθοδος εναπόθεσης παχιάς μεμβράνης υψηλής ποιότητας που βασίζεται στη ρύθμιση της δυναμικής κρυστάλλωσης του περοβσκίτη», αναφέρει η μελέτη.
Ρεκόρ απόδοσης και σταθερότητας
Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε σε ρεκόρ απόδοσης μετατροπής ισχύος (PCE) 23,4% και μείωσε την απώλεια ρεύματος σε μόλις 1,67 mA cm⁻².
Τα βελτιωμένα ηλιακά κύτταρα επέδειξαν επίσης αξιοσημείωτη σταθερότητα, διατηρώντας πάνω από το 80% της αρχικής τους απόδοσης για περισσότερες από 2.000 ώρες υπό συνεχές φως.
«Καθώς η ζήτηση για υψηλής απόδοσης και σταθερά ηλιακά κύτταρα συνεχίζει να αυξάνεται, οι περιορισμοί των συμβατικών μονοφασικών PSCs, ιδίως όσον αφορά την απορρόφηση φωτός και την αποδοτικότητα αξιοποίησης, έχουν γίνει ολοένα και πιο εμφανείς.
Για να αντιμετωπίσουν αυτήν την πρόκληση, οι ερευνητές έχουν επικεντρωθεί στην ανάπτυξη διφασικών PSC (Bi-PSCs)», πρόσθεσαν οι ερευνητές.
Αντιμετώπιση προβλημάτων με τα Bi-PSCs - Η διαφορά με παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα
Ωστόσο, αυτά τα Bi-PSCs έχουν παρεμποδιστεί από τον σχεδιασμό τους.
Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα, χρησιμοποιούν ημιδιαφανή οπίσθια ηλεκτρόδια που δεν είναι ανακλαστικά, προκαλώντας τη διαφυγή του φωτός και τη μείωση της οπτικής διαδρομής, γεγονός που οδηγεί σε σημαντική απώλεια φωτονίων.
«Παρά τις πολλά υποσχόμενες δυνατότητες των Bi-PSCs, η απόδοσή τους δεν έχει ακόμη φτάσει αυτή των μονοφασικών PSCs, ειδικά όσον αφορά την πυκνότητα ρεύματος βραχυκυκλώματος, με το υψηλότερο καταγεγραμμένο PCE στην μπροστινή πλευρά να φτάνει μόνο το 23,3%», σημείωσε η ερευνητική ομάδα.
Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, η ερευνητική ομάδα επικεντρώθηκε στην κατασκευή ενός παχύτερου στρώματος απορρόφησης περοβσκίτη για να επεκτείνει τη διαδρομή του φωτός και να ενισχύσει την απορρόφηση φωτονίων. Η κύρια πρόκληση ήταν ότι η δημιουργία αυτών των παχιών μεμβρανών από διαλύματα υψηλής συγκέντρωσης συχνά οδηγεί σε κακή κρυστάλλωση, με αποτέλεσμα ελαττώματα που θέτουν σε κίνδυνο την απόδοση και τη σταθερότητα.
«Για να ξεπεράσουν αυτές τις προκλήσεις, οι ερευνητές εισήγαγαν ένα πολυλειτουργικό πρόσθετο, την υδροχλωρική 1-αιθυλο-3-γουανιδινιοθειουρία (EGTHCl), για να ρυθμίσουν με ακρίβεια τη συμπεριφορά πυρήνωσης και κρυστάλλωσης του προδρόμου υψηλής συγκέντρωσης», τόνισαν οι ερευνητές σε δελτίο Τύπου.
Αυτό επιτρέπει τον σχηματισμό πυκνών, ομοιόμορφων και εξαιρετικά κρυσταλλικών μεμβρανών απαλλαγμένων από κοινά ελαττώματα.
Πρακτική και κλιμακούμενη λύση στο μακροχρόνιο ζήτημα της απώλειας φωτονίων
Αυτή η μελέτη παρουσιάζει μια πρακτική και κλιμακούμενη λύση στο μακροχρόνιο ζήτημα της απώλειας φωτονίων σε συσκευές διπρόσωπου περοβσκίτη.
«Παρουσιάζει μια πρακτική και κλιμακούμενη οδό για την αντιμετώπιση της απώλειας φωτονίων σε συσκευές διπρόσωπου περοβσκίτη και ανοίγει το δρόμο για την αποτελεσματική και σταθερή εφαρμογή τους στον πραγματικό κόσμο», κατέληξε η ερευνητική ομάδα.
www.worldenergynews.gr
