Lietuvos Kauno technologijos universiteto chemikų komanda, kelių proveržio atradimų saulės energetikos srityje autoriai, pasiūlė kitą sprendimą, kaip padidinti perovskitinių saulės elementų stabilumą ir efektyvumą. Jie susintetino naują klasę karbazolo pagrindu susietų medžiagų, kurios yra atsparios įvairiems aplinkos poveikiams, įskaitant stiprius tirpiklius, naudojamus saulės elementų gamyboje.

Naudojant kaip skylių transportavimo sluoksnius, naujos Kauno technologijos universitete (KTU) sukurtos medžiagos leido atvirkštinės struktūros perovskito ląstelėms pirmuoju bandymu pasiekti 16,9 % efektyvumą. Tikimasi, kad jį atnaujinus bus pasiektas didesnis efektyvumas.

Naujos medžiagos buvo termiškai polimerizuotos, kad būtų užtikrintas atsparumas

Organiniai ir neorganiniai hibridiniai perovskito saulės elementai sulaukia viso pasaulio dėmesio kaip konkurencinga alternatyva įprastoms silicio saulės technologijoms. Jie yra pigesni, lankstesni ir turi didesnes energijos konvertavimo galimybes. Viso pasaulio mokslininkai stengiasi išspręsti problemas, susijusias su perovskito saulės elementų stabilumo ir kitais aspektais. Ši daugiasluoksnė, naujos kartos saulės elementai gali turėti dvi architektūrines konfigūracijas – įprastą (nip) ir apverstą (pin) konfigūracijas. Pastarajame po perovskito absorberio sluoksniu nusodinamos skylutes transportuojančios medžiagos.

„Nors kaiščių elementai turi daug pranašumų, palyginti su įprastos architektūros perovskitiniais saulės elementais, jie turi rimtų trūkumų. Pavyzdžiui, skylėms laidūs junginiai turi atlaikyti stiprius polinius tirpiklius, naudojamus formuojant šviesą sugeriantį perovskito sluoksnį, esantį ant viršaus. “, – sakė KTU Cheminės technologijos fakulteto vadovaujantis mokslo darbuotojas. – aiškina profesorius Vytautas Gedatis.

Siekiant išspręsti šią problemą, polimerai dažnai naudojami kaip skylutes pernešančios medžiagos nugaros konstrukcijose. Tačiau dėl tirpumo problemų polimero sluoksnį formuoti nėra lengva; Be to, sunku kontroliuoti reakcijų pasikartojimą ir susintetinti tą pačią struktūrą. Siekdami išspręsti šią problemą, KTU mokslininkai sukūrė porą, kurioje yra karbazolo pagrindu pagamintų molekulių sluoksniai, kurie vėliau termiškai polimerizuojami. vietoje Norint pasiekti kryžminio ryšio efektą.

„Kryžminis polimeras turi trimatę struktūrą. Jis yra labai atsparus įvairiems poveikiams, įskaitant stiprius tirpiklius, naudojamus formuojant šviesą sugeriantį perovskito sluoksnį. Naudojome keletą molekulių ir sukūrėme medžiagas, kurias naudojant kaip skylę transportuojantį sluoksnį, pagerinti apversto perovskito saulės elemento veikimą. galima pagerinti iki beveik 17 proc.“, – sako šiuos junginius sintetinusi doktorantė Šarūnė Daškevičiūtė-Gegužienė. .

Aukščiau aprašytas atradimas buvo paskelbtas viršelio straipsnyje Cheminė sąveika, išleido Karališkoji chemijos draugija, JK. Sukurtas viršelio vaizdas Ir vienaragiaiLietuvos projektavimo įmonė.

Rekordą mušantis tandeminis saulės elementas

Prof. Gedačio vadovaujama mokslininkų grupė sukūrė keletą pažangiausių naujovių, skirtų saulės elementų efektyvumui gerinti. Juose yra agreguotų junginių, kurie savaime susirenka į molekulinį ploną sluoksnį, kuris veikia kaip skylutes pernešanti medžiaga. Iš minėtų medžiagų paruoštas tandeminis silicio-perovskito saulės kolektorius pasiekė aukštą efektyvumą. 29 proc. Pasak profesoriaus Gedačio, pastarasis tandeminis derinys netrukus galėtų tapti komerciškai prieinama alternatyva silicio pagrindu pagamintiems saulės elementams – efektyvesnė ir pigesnė.

„Mūsų tyrimų kryptis siekia tobulinti esamas perovskitinių saulės elementų technologijas. Tačiau mokslas dažnai vystomas įvairiomis kryptimis, nes reikia ieškoti būdų, kaip kuo daugiau panaudoti saulės energiją”, – sako prof. Gedatis.

Nors perovskito elementai yra naujovė, palyginti su silicio pagrindu pagamintomis saulės technologijomis, yra keletas įmonių, kurios jau yra pardavusios įvairius gaminius perovskito technologijos pagrindu. Jie apima lanksčius pusiau permatomus interjero komponentus, nešiojamą elektroniką, skirtą laukinių gyvūnų populiacijoms valdyti, ir įvairius architektūrinius sprendimus. Ir tai tik pradžia.

Profesoriaus Getačio teigimu, iš visų atsinaujinančių šaltinių saulės energija turi didžiausią potencialą ir yra mažiausiai išnaudojama. Tačiau dėl naujų tyrimų ši sritis auga eksponentiškai. Skaičiuojama, kad iki 2050 metų pusė Žemėje sunaudojamos elektros energijos bus pagaminta iš saulės energijos.

„Saulės energija yra visiškai žalia – ji neteršia, o įrengti saulės fermos nereikalauja daug priežiūros. Turint omenyje dabartinius įvykius ir energetinę krizę, vis daugiau žmonių domisi saulės elektrinių įrengimu savo namuose ar nuosavu saulės energijos ūkis. Tai energetikos ateitis”, – sakė jis. Profesorius Getatis mano.

Atsisakymas: AAAS ir EurekAlert! Jie neatsako už EurekAlert paskelbtų pranešimų tikslumą! Prisidėdami prie organizacijų arba naudodami bet kokią informaciją per EurekAlert sistemą.