Perovskitul a câștigat recent o atenție deosebită în domeniul tehnologiei celulelor solare datorită capacității sale de a îmbunătăți eficiența conversiei energiei solare. 

Un grup de ingineri de la Universitatea Huazhong de Știință și Tehnologie din China a realizat o avansare semnificativă în domeniul tehnologiei celulelor solare, dezvoltând celule solare tandem perovskite extrem de eficiente, informează Techxplore. Aceste celule utilizează o combinație inovatoare de materiale pentru a capta o gamă mai largă de lumină solară, ceea ce le îmbunătățește eficiența.

Ce este perovskitul

Perovskitul este un mineral și un tip de structură cristalină care are o formulă chimică generală de ABX₃, unde "A" și "B" sunt ioni de diferite dimensiuni, iar "X" este un ion de oxigen sau un alt element. Denumirea provine de la mineralul natural perovskit (CaTiO₃), descoperit pentru prima dată în Ural, Rusia, în secolul al XIX-lea. Structura sa unică permite o mare diversitate de compuși cu proprietăți variate.

Perovskitul, un mineral compus în principal din titanat de calciu, joacă un rol esențial în aceste celule. Prin combinarea unui strat superior de perovskită cu un strat inferior dintr-un alt material, precum siliciul, cercetătorii sunt capabili să creeze celule solare mai eficiente, mai economice și cu un design mai versatil.

Deși perovskita oferă numeroase avantaje, utilizarea sa în aplicații comerciale a fost problematică din cauza defectelor de pe suprafețele panourilor, care afectează eficiența acestora. Totuși, într-un studiu recent publicat în Nature Communications, o echipă de cercetători a dezvoltat o metodă pentru reducerea defectelor din stratul superior al perovskitei.

Perovskitul este folosit și în diverse aplicații electronice, inclusiv în condensatori și ferroelectrice. Proprietățile sale piezoelectrice și dielectrici sunt valoroase în dezvoltarea de noi tehnologii. Unii compuși de perovskit sunt utilizați ca și catalizatori în reacții chimice, în special în procese de descompunere a gazelor toxice și în reacții de conversie a energiei. Perovskitul este de asemenea folosit în dezvoltarea de materiale optice avansate, inclusiv în tehnologia display-urilor și în alte dispozitive optice.

Cum s-a ajuns la rezultatul dorit

Folosindu-se de tehnologiile BDA și EDAI2, echipa a reușit să îmbunătățească suprafața celulei solare, obținând un film mixt de perovskită Sn-Pb cu mult mai puține defecte. Această optimizare a sporit eficiența transportului purtătorilor de sarcină și a redus pierderile de energie în interiorul celulei. Practic, cercetătorii au testat tehnica prin crearea unui strat superior care absoarbe lumina, a unui strat de transfer al electronilor din C60 și a unui strat de transport al găurilor realizat din PEDOT. Pentru a finaliza celula, au fost adăugate contacte de aur.

Testele au demonstrat o eficiență de conversie a energiei remarcabilă de 28,49%, stabilind un nou record pentru celulele solare perovskite. De asemenea, celula a dovedit o durabilitate excepțională, menținând performanțe optime chiar și după 550 de ore de funcționare continuă. Aceste rezultate marchează, clar, un avans semnificativ în domeniul tehnologiei celulelor solare, deschizând perspective promițătoare pentru o producție de energie mai eficientă și mai economică.

  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCNews și pe Google News