РЕКЛАМА

Напредък в използването на слънчевата енергия за генериране на енергия

ИНЖЕНЕРИНГ И ТЕХНОЛОГИЯНапредък в използването на слънчевата енергия за генериране на енергия

Проучването описва нова изцяло перовскитна тандемна слънчева клетка, която има потенциала да осигури евтин и по-ефективен начин за използване на енергията на Слънцето за генериране на електрическа енергия

Нашата зависимост от невъзобновяем източник на енергия наречени изкопаеми горива като въглища, нефт, газ са имали огромно отрицателно въздействие върху човечеството и околната среда. Изгарянето на изкопаеми горива допринася за парниковия ефект и причинява глобално затопляне, унищожава местообитанията, причинява замърсяване на въздуха, водата и земята и засяга общественото здраве. Има спешна нужда от изграждане на устойчива технология, която може да помогне мощност светът използва чиста енергия. Слънчева енергия технологията е един такъв метод, който има способността да използва слънчевата светлина – най-разпространения възобновяем източник на енергия – и да я преобразува в електрическа енергия или енергия. Благоприятните фактори на слънчевата енергия по отношение на ползата за хората и околната среда изиграха ключова роля в насърчаването на използването на слънчева енергия.

Силицият е най-често използваният материал за производство слънчев клетки в слънчеви панели които се предлагат на пазара днес. Фотоволтаичният процес на слънчевите клетки може да трансформира слънчевата светлина в електричество без допълнително използване на гориво. Дизайнът и ефективността на силициевите слънчеви панели са се подобрили значително през десетилетия поради напредъка в производството и технологиите. Фотоволтаичната ефективност на слънчевата клетка се определя като частта от енергията, която е под формата на слънчева светлина и която може да се преобразува в електричество. Фотоволтаичната ефективност и общите разходи са двата основни ограничаващи фактора в слънчевите панели днес.

Освен силициеви слънчеви клетки се предлагат и тандемни слънчеви клетки, в които се използват специфични клетки, които са оптимизирани за всяка част от слънчевия спектър, което води до повишаване на общата ефективност. Материал, наречен перовскити, се счита за по-добър от силиция в абсорбирането на високоенергийни сини фотони от слънчевата светлина, т.е. друга част от слънчевия спектър. Перовскитите са поликристален материал (обикновено метиламониев оловен трихалид (CH3NH3PbX3, където X е йоден, бромен или хлорен атом). Перовскитите са лесни за преработка в поглъщащи слънчевата светлина слоеве. По-ранни проучвания са комбинирали силиций и перовскити в слънчеви клетки, т.е. имат силициеви клетки на отгоре, който може да абсорбира жълти, червени и близки инфрачервени фотони заедно с перовскитни клетки, като по този начин почти удвоява производството на мощност.

В ново проучване, публикувано в наука на 3 май изследователите за първи път разработиха всички перовскитни тандемни слънчеви клетки, които дават ефективност до 25 процента. Този материал се нарича оловно-калаен смесен перовскитен филм с ниска лента ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; FA за формамидиний и MA за метиламоний). Калаят има недостатъка да реагира с кислород от въздуха, създавайки дефекти в кристалната решетка, които могат да нарушат движението на електрическия заряд в слънчевата клетка, като по този начин ограничават ефективността на клетката. Изследователите откриха начин да предотвратят реакцията на калай в перовскита с кислород. Те са използвали химично съединение, наречено гуанидиниев тиоцианат, за значително подобряване на структурните и оптоелектронните свойства на перовскитните филми с ниска лента, смесени с олово-калай. Съединението гуанидиниев тиоцианат покрива перовскитните кристали в слънчевия абсорбиращ филм, като по този начин предотвратява навлизането на кислород вътре, за да реагира с калай. Това незабавно повишава ефективността на слънчевата клетка от 18 на 20 процента. Също така, когато този нов материал беше комбиниран с конвенционално използван високоабсорбиращ горен перовскит слой, ефективността се увеличи допълнително до 25 процента.

Настоящото проучване описва за първи път дизайн на тандемни слънчеви клетки, използващи всички перовскитни тънки филми и тази технология може един ден да замени силиция в слънчевите клетки. Новият материал е с високо качество, евтин е и изработката му е по-проста, докато цената е ниска в сравнение със силициевите и силициево-перовскитните тандемни клетки. Перовскитите са изкуствен материал в сравнение със силиция, а слънчевите панели на базата на перовскити са гъвкави, леки и полупрозрачни. Въпреки че сегашният материал ще отнеме известно време, за да надмине ефективността на силициево-перовскитната технология. Независимо от това, поликристалните филми на базата на перовскит имат потенциал за проектиране на тандемни слънчеви клетки, които биха могли да осигурят ефективност до 30 процента, като същевременно поддържат безпрепятствени други фактори. Необходими са допълнителни проучвания, за да се направи материалът здрав, по-стабилен и също така рециклируем, за да се намали въздействието върху околната среда. Секторът на слънчевата енергия е един от най-бързо развиващите се и крайната цел е да се открие обещаваща алтернатива за чиста енергия.

***

{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}

Източник (и)

Tong J. et al. 2019 г. Животът на носителя от >1 μs в Sn-Pb перовскити позволява ефективни изцяло перовскитни тандемни слънчеви клетки. Наука, 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911

Екип на SCIEU
Екип на SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Значителен напредък в науката. Въздействие върху човечеството. Вдъхновяващи умове.

Абонирай се за нашия бюлетин

Да се ​​актуализира с всички най-нови новини, оферти и специални съобщения.

- Реклама -

Най-популярни статии

Културата Chinchorro: Най-старата изкуствена мумификация на човечеството

Най-старото доказателство за изкуствена мумификация в света идва...

Пробиотиците не са достатъчно ефективни при лечение на "стомашен грип" при деца

Двойни проучвания показват, че скъпите и популярни пробиотици могат да...

Deltamicron : Delta-Omicron рекомбинантен с хибридни геноми  

По-рано бяха съобщени случаи на коинфекции с два варианта.
- Реклама -
99,772Феновекато
69,708последователиСледвай ни
6,319последователиСледвай ни
31АбонатиЗапиши се