قام فريق من الباحثين بقيادة مركز الطاقة الشمسية الهجينة والعضوية (CHOSE)، قسم الهندسة الإلكترونية في جامعة تور فيرغاتا في روما، بتطوير أول وحدات شمسية من البيروفسكايت خالية من الرصاص (Pb) والقصدير (Sn)، مُصنَّعة باستخدام مادة مستوحاة من البيروفسكايت (PIM) تعتمد على الأنتيمون (Sb) باعتبارها ماصة للضوء. يتم نشر النتائج في مجلة ACS Energy Letters .
وقالت مجموعة البحث: “إن الخلايا الكهروضوئية المادية المستوحاة من البيروفسكايت المستندة إلى Sb والتي قمنا بتطويرها تهدف إلى حل مشكلة رئيسية تتعلق بتكنولوجيا البيروفسكايت، وهي السمية المحتملة للبيروفسكايت، بالإضافة إلى تقديم بدائل للبيروفسكايت القائم على Sn، والتي تكون غير مستقرة، وبالتالي يصعب اكتشافها”، “إن العملية في الهواء”.
تم إدخال كاتيونين في خليط السلائف، مما أدى ليس فقط إلى تحسين كفاءة تحويل الطاقة (PCE = 1.5%) للخلايا الشمسية القائمة على Sb MA 1.5 Cs 1.5 Sb 2 I 3 Cl 6 بنسبة 81% مقارنة بنظيراتها التقليدية من Cs فقط، ولكن أيضًا عزز الاستقرار على المدى الطويل بنسبة 60٪، مع خسارة 10٪ فقط بعد ∼ 1800 ساعة من الشيخوخة في الهواء.
مثل هذا السلوك الإيجابي للثبات في الهواء، المصحوب بمتانة حرارية لمئات الساعات عند درجات حرارة عالية تصل إلى 85 درجة مئوية في الهواء، مكّن الباحثين أيضًا من تنفيذ جميع خطوات النقش بالليزر P1 وP2 وP3 القابلة للتطوير في الهواء، والتي مطلوب لتصنيع وحدة الكهروضوئية.
يتيح ذلك وضع معدات الليزر المستخدمة في تصميم الوحدات النمطية وتصنيعها خارج صندوق القفازات، مما يؤدي إلى تبسيط العملية بالإضافة إلى تكلفتها.
وسوف تركز الدراسات المستقبلية على زيادة كفاءة هذه الأنواع من الخلايا. وقالت المجموعة البحثية: “تكشف هذه الدراسة عن إمكانات جديدة لإنتاج الخلايا الكهروضوئية على نطاق واسع والتي من المحتمل أن تكون أكثر مراعاة للبيئة”.
