advertisement

Avenços en l'aprofitament de l'energia solar per generar energia

L'estudi descriu un nou tàndem de perovskita solar cèl·lula que té el potencial de proporcionar una manera més barata i eficient d'aprofitar l'energia del Sol per generar energia elèctrica

La nostra dependència de fonts no renovables de energia anomenats combustibles fòssils com el carbó, el petroli, el gas ha tingut un impacte negatiu enorme sobre la humanitat i el medi ambient. La crema de combustibles fòssils augmenta l'efecte hivernacle i provoca l'escalfament global, destrueix hàbitats, provoca contaminació de l'aire, l'aigua i el sòl i afecta la salut pública. Hi ha una necessitat urgent de construir tecnologia sostenible que pugui ajudar-lo poder el món utilitzant energia neta. energia solar La tecnologia és un d'aquests mètodes que té la capacitat d'aprofitar la llum del Sol, la font d'energia renovable més abundant, i convertir-la en energia o energia elèctrica. Els factors avantatjos de solar l'energia en termes de benefici per als humans i el medi ambient han jugat un paper clau en la promoció de l'ús de solar energia.

El silici és el material que s'utilitza habitualment per fer solar cel·les dins panells solars que es troben actualment al mercat. El procés fotovoltaic de solar Les cèl·lules poden transformar la llum solar en electricitat sense utilitzar cap combustible addicional. Disseny i eficiència del silici solar panells ha millorat significativament al llarg de dècades a causa dels avenços en la fabricació i la tecnologia. L'eficiència fotovoltaica d'a solar La cèl·lula es defineix com la part de l'energia que es troba en forma de llum solar i que es pot convertir en electricitat. L'eficiència fotovoltaica i els costos globals són els dos principals factors limitants solar panells avui.

A part de silici solar cèl·lules, tàndem solar També hi ha cèl·lules disponibles en les quals s'utilitzen cèl·lules específiques que s'optimitzen per a cada secció de l'espectre del Sol, augmentant així l'eficiència global. Un material anomenat perovskites es considera millor que el silici per absorbir fotons blaus d'alta energia de la llum solar, és a dir, una altra part de l'espectre del Sol. Les perovskites són material policristalí (generalment trihalur de plom de metilamoni (CH3NH3PbX3, on X és àtom de iode, brom o clor). Les perovskites són fàcils de processar en capes que absorbeixen la llum solar. Estudis anteriors han combinat silici i perovskites en cèl·lules solars, és a dir, tenen cèl·lules de silici a la superior que pot absorbir fotons grocs, vermells i infraroigs propers juntament amb cèl·lules de perovskita gairebé duplicant la producció d'energia.

En un nou estudi publicat a: ciència el 3 de maig, els investigadors van desenvolupar per primera vegada totes les cèl·lules solars en tàndem de perovskites que donen una eficiència de fins a un 25 per cent. Aquest material s'anomena pel·lícula de perovskita de banda baixa mixta de plom-estany ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; FA per al formamidini i MA per al metilamoni). L'estany té l'inconvenient de reaccionar amb l'oxigen de l'aire creant defectes a la xarxa cristal·lina que poden interrompre el moviment de la càrrega elèctrica a la xarxa. solar cèl·lula limitant així l'eficiència de la cèl·lula. Els investigadors van trobar una manera d'evitar que l'estany de la perovskita reaccionés amb l'oxigen. Van utilitzar un compost químic anomenat tiocianat de guanidini per millorar significativament les propietats estructurals i optoelectròniques de les pel·lícules de perovskita de banda baixa mixta de plom-estany. El compost tiocianat de guanidini recobreix cristal·lits de perovskita a la solar pel·lícula absorbent evitant així que l'oxigen entri a l'interior per reaccionar amb l'estany. Això millora immediatament l'eficiència de la cèl·lula solar del 18 al 20 per cent. A més, quan aquest nou material es va combinar amb la capa superior de perovskita d'alta absorció utilitzada convencionalment, l'eficiència va augmentar encara més fins al 25 per cent.

L'estudi actual descriu per primera vegada el disseny de cèl·lules solars en tàndem utilitzant totes les pel·lícules primes de perovskita i aquesta tecnologia podria algun dia substituir el silici a les cèl·lules solars. El nou material és d'alta qualitat, és barat i la seva fabricació és més senzilla, mentre que el cost és baix en comparació amb les cèl·lules tàndem de silici i silici-perovskites. Les perovskites són materials fets per l'home en comparació amb el silici i els panells solars basats en perovskites són flexibles, lleugers i semitransparents. Tot i que el material actual trigarà un temps a superar l'eficiència de la tecnologia de silici-perovskita. No obstant això, les pel·lícules policristalines basades en perovskita tenen el potencial de dissenyar cèl·lules solars en tàndem que podrien proporcionar una eficiència de fins a un 30 per cent mantenint altres factors sense obstacles. Es necessiten més estudis per fer que el material sigui robust, més estable i també reciclable per reduir l'impacte sobre el medi ambient. El sector de l'energia solar és un dels de més ràpid creixement i l'objectiu final és descobrir una alternativa prometedora per a l'energia neta.

***

{Podeu llegir el document de recerca original fent clic a l'enllaç DOI que apareix a continuació a la llista de fonts citades}

Font (s)

Tong J. et al. 2019 Les vides del portador de> 1 μs a les perovskites Sn-Pb permeten cèl·lules solars en tàndem de tota perovskita eficients. Ciència, 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911

Equip SCIEU
Equip SCIEUhttps://www.scientificeuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Avenços significatius en la ciència. Impacte en la humanitat. Ments inspiradores.

Subscriu-te a la nostra Newsletter

Per estar al dia amb totes les novetats, ofertes i anuncis especials.

La majoria dels articles populars

Cèl·lula solar de fissió singlet: una manera eficient de convertir la llum solar en electricitat

Científics del MIT han sensibilitzat les cèl·lules solars de silici existents...

Els astrònoms han descobert el primer sistema binari "Pulsar - Forat negre"? 

Els astrònoms han informat recentment de la detecció d'un tan compacte...
- Publicitat -
92,792Fanslike
47,295SeguidorsSeguir
1,772SeguidorsSeguir
30SubscriptorsSubscriu-te