O serie de dispozitive personale și de origine ar putea funcționa într-o zi fără baterii în urma dezvoltării noii tehnologii solare de pionierat.
Aceste noi celule solare sunt capabile să recolteze energie din lumina interioară. Cercetătorii au spus că descoperirea are aplicații largi și ar putea permite consumatorilor la dispozitive electrice, cum ar fi tastaturi, alarme și senzori, folosind doar lumină ambientală interioară.
În studiu, publicat pe 30 aprilie în Jurnal Materiale funcționale avansatecercetătorii au folosit perovskitul pentru a aduna lumină în celulele solare. Acest material este deja utilizat în alte celule solare și oferă avantaje distincte pentru panourile solare tradiționale pe bază de siliciu. În special, perovskitul absoarbe lumina mai mică, ambientală, mai eficient decât metodele tradiționale, potrivit studiului, ceea ce o face ideală pentru utilizarea interioară.
Noile celule perovskite ale cercetătorilor au fost de șase ori mai eficiente decât celulele solare pe bază de siliciu, au descoperit cercetătorii.
Pe termen lung, celulele solare derivate de perovskite reprezintă o alternativă mai durabilă și mai rentabilă la baterii, a declarat coautorul studiului Mojtaba Abdi Jalebiprofesor asociat în materiale energetice la University College London ‘Institute for Materials Discovery.
“Miliarde de dispozitive care necesită cantități mici de energie se bazează pe înlocuirile bateriei – o practică nesustenabilă. Acest număr va crește pe măsură ce Internetul lucrurilor se va extinde”, a spus Jalebi într -un declaraţie.
“În prezent, celulele solare care captează energia din lumina interioară sunt costisitoare și ineficiente. Celulele noastre solare interioare perovskite special concepute pot recolta mult mai multă energie decât celulele comerciale și sunt mai durabile decât alte prototipuri. Acherbește calea pentru electronice alimentate de lumina ambientală deja prezentă în viața noastră.”
Provocări ale compoziției perovskite
Perovskite devine deja un material popular pentru utilizare în panourile solare, cu beneficii marcate în comparație cu materialele pe bază de siliciu.
Cu toate acestea, în timp ce aplicațiile sale sunt promițătoare, materialul are mai multe dezavantaje cu privire la stabilitate și longevitate.
Un factor cheie aici se află în „capcane” – defecte minuscule în structura cristalină a Perovskitei. Aceste capcane fac ca electronii să se blocheze în defecte și indentări minime în material, împiedicând astfel valorificarea energiei.
Ce mai mult, în timp ce capcanele inhibă fluxul de electricitate, ele accelerează și degradarea materialului în timp, din cauza fluxului neliniar de încărcare prin material.
Pentru a contracara acest lucru, cercetătorii din spatele noului studiu au folosit o combinație de substanțe chimice pentru a reduce volumul acestor defecte. Aceasta a inclus aplicarea clorurii de rubidiu, care a „încurajat o creștere mai omogenă” a cristalelor perovskite și a redus densitatea capcanelor, au declarat reprezentanții în declarație.
Alte două substanțe chimice-n, n-dimetilctilamoniu iodură (DMOAI) și clorură de fenitilamoniu (PEACL), ambele săruri organice de amoniu-au fost, de asemenea, aplicate pentru a stabiliza două tipuri de ioni (iodură și bromură) și pentru a le împiedica să se despartă. Acest lucru a contribuit la abordarea problemei degradării performanței pe termen lung în celula solară, a menționat studiul.
“Celula solară cu aceste defecte minuscule este ca o prăjitură tăiată în bucăți. Printr-o combinație de strategii, am pus din nou acest tort, permițând ca taxa să treacă mai ușor prin ea”, a declarat studiul Siming Huang, un doctoral la Institutul UCL pentru descoperirea materialelor.
Beneficii de performanță marcate
După ce au abordat problema capcanelor, cercetătorii au descoperit că celulele solare au transformat 37,6% din lumina interioară în electricitate. Acest lucru a fost obținut la 1.000 de lux, au spus cercetătorii sau echivalentul unui „birou bine luminat”.
Durabilitatea pe termen lung s-a îmbunătățit și s-a îmbunătățit studiul, celulele solare păstrând 92% din performanța lor pe parcursul a 100 de zile. Prin comparație, un dispozitiv de control în care perovskitul nu a fost modificat pentru a elimina defectele păstrate 76% din performanța sa inițială.
Jalebi a spus că echipa este în discuții cu părțile interesate din industrie pentru a „explora strategiile de creștere și implementarea comercială” a celulelor solare perovskite.
“Avantajul celulelor solare perovskite, în special, este faptul că sunt costuri reduse-folosesc materiale care sunt abundente pe Pământ și necesită doar o prelucrare simplă. Pot fi tipărite în același mod ca un ziar”, a spus Jalebi.