أخبارابتكارات ومبادرات

تحسين كفاءة الخلايا الشمسية واستقرارها.. زيادة العمر الافتراضي إلى أكثر من 2400 ساعة

خطوات إضافية لتحسين الروابط أكثر من 25٪ من كفاءة تحويل الطاقة وأكثر من 10000 ساعة من العمر التشغيلي

ابتكر باحثون روابط جديدة متعددة الوظائف تعمل على تحسين نقل الشحنة وقدرة تحويل الطاقة والاستقرار طويل المدى لخلايا البيروفسكايت الشمسية.

البيروفسكايت مادة يمكن تشكيلها من عناصر مختلفة لها مجموعة متنوعة من الخصائص الكهربائية والضوئية والفيزيائية، يمكن تصنيع البيروفسكايت كخلايا شمسية بتقنيات بسيطة مماثلة لطباعة الصحف؛ تكلف التقنيات أقل وتستخدم طاقة أقل من تلك المستخدمة لإنتاج خلايا السيليكون التقليدية.

تعتبر الألواح الشمسية من البيروفسكايت أرق وأخف بكثير من ألواح السيليكون، مما يجعل تكلفة النقل والتركيب أقل. يمكن جعلها خفيفة الوزن ومرنة ميكانيكيا وقابلة للحمل.

تصنيع خلايا البيروفسكايت
تصنيع خلايا البيروفسكايت

لكن ليتيان دو ، الأستاذ المنساعد في كلية تشارلز ديفيدسون للهندسة الكيميائية، قال إن خلايا البيروفسكايت الشمسية لها سمات تحد من فعاليتها، مضيفا “تفتقر هذه الخلايا الشمسية إلى النقل الفعال للشحنة وهي غير مستقرة وضعيفة تحت التعرض للضوء لفترات طويلة ، مما يؤدي غالبًا إلى التدهور”، “الاستقرار الضعيف يعني عمرًا أقصر للمنتج، وسيحتاج المستهلكون إلى استبدال اللوحة بشكل متكرر، قد لا يكون البيروفسكايت مستقرًا لمدة 25 عامًا مثل السيليكون، ولكن يلزم 10 سنوات على الأقل لتسويق ناجح، يؤدي استبدال الألواح أيضًا إلى زيادة تكلفة العمالة”.

نظم الخلايا الشمسية

وأوضح دو ، إن الخلايا الشمسية التقليدية تتطلب واجهة حرجة بين البيروفسكايت وطبقة جمع الشحنة العضوية، وهناك حاجة إلى “غراء” جزيئي، لكن الجزيئات التقليدية تمنع التدفق الحالي، مضيفا “تتميز الروابط المترافقة الخاصة بنا بتوافق مثالي مع الشبكة البلورية البيروفسكايتية ويمكن أن تساعد في بناء بنية غير متجانسة ثنائية الأبعاد من البيروفسكايت ، مما يزيد من استقرار اللوحة الشمسية”.

اختبر Dou وفريقه الروابط المبتكرة في مختبرهم بجامعة بيردو، حيث أشار إلى “لقد حققنا كفاءة تحويل طاقة تقارب 25٪ باستخدام الروابط، مقارنة بأقل من 20٪ بدونها”، “لقد قمنا أيضًا بتحسين العمر الافتراضي إلى أكثر من 2400 ساعة تم اختبارها عند 65 درجة مئوية ، وهي أطول أربع مرات من بدون الروابط”.

الخلايا الشمسية بيروفسكايت

يتخذ Dou وفريقه خطوات إضافية لتحسين الروابط، موضحا “نحن نعمل على روابط جديدة لتعزيز ما حققناه بالفعل: أكثر من 25٪ من كفاءة تحويل الطاقة وأكثر من 10000 ساعة من العمر التشغيلي”، “نحن نعمل أيضًا على تطبيق الروابط في وحدات الطاقة الشمسية ذات المساحة الأكبر، ونتطلع إلى تحقيق هذه الأهداف في غضون عام أو نحو ذلك.”

نُشر البحث السابق لدو في عدد يوليو 2021 من المواد المتقدمة وعدد يناير 2021 من Angewandte Chemie .

تحسين نقل الشحنة وقدرة تحويل الطاقة والاستقرار طويل المدى لخلايا البيروفسكايت
تحسين نقل الشحنة وقدرة تحويل الطاقة والاستقرار لخلايا البيروفسكايت

تابعنا على تطبيق نبض

Comments

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
%d مدونون معجبون بهذه: