[ad_1]

هنگامی که دولت بایدن در اواخر ماه مارس از ابتکار عمل 128 میلیون دلاری برای بهبود هزینه های انرژی خورشیدی خبر داد ، بیشتر این بودجه صرف مطالب تحقیقاتی شد که به نام یک زمین شناس روس ناشناس و نجیب زاده قرن نوزدهم: لو پروووسکی بود.

در میان پروژه های ذکر شده: 40 میلیون دلار برای تحقیق و توسعه در مواد به اصطلاح پروسکیت ، که دانشمندان برای گسترش حدود کارآیی و سازگاری سلول های خورشیدی استفاده می کنند.

و اگرچه پروسکیت ها چیز جدیدی نیستند – برای اولین بار در سال 1839 در کوه های اورال روسیه کشف شدند و نسبتاً رایج هستند – کاربردهای جدید آنها در انرژی خورشیدی امیدواری را برای استفاده مردم از آنها برای استفاده بهتر از هزاران مگاوات تأمین کرده است. خورشیدی که هر ساعت به زمین می افتد.

دیوید میتزی ، استاد مهندسی مکانیک و علوم مواد در دانشگاه دوک که از دهه 1990 به مطالعه مواد پرداخت ، گفت: “من می گویم که پروسکیت ها یکی از مهیج ترین فرصت ها برای سلول های خورشیدی در آینده نزدیک هستند.”

میکی گفت ، هر فناوری جدید خورشیدی باید با سلول های خورشیدی سیلیکونی رقابت کند ، فناوری مستقر که بیش از 50 سال استفاده می شود. اما پروسکیت ها این پتانسیل را دارند که هم کارایی سلول های سیلیکونی را افزایش دهند و هم اینکه مستقیماً با آنها رقابت کنند: “من فکر می کنم قطعاً فرصت هایی وجود دارد.”

کارایی فقط یکی از خصوصیات است. سلولهای پروسکایت به راحتی در انواع مختلفی از مواد مولد برق و در دماهای بسیار پایین تر – و در نتیجه هزینه های بالقوه کمتری – نسبت به سلولهای سیلیکونی تولید می شوند. با این حال ، قبل از اینکه سلولهای پروسکیت کاملاً جایگزین شوند ، باید به پایداری و دوام سلول ها توجه شود.

دانشمندان اکنون یک کلاس کامل از مواد پروسکیت را کشف کرده اند که دارای ساختار خاصی است که شامل سه ماده شیمیایی مختلف به شکل کریستالی مکعب است. آنها سالها پیش اعتراف کردند که برخی از پروسکایت ها نیمه هادی هستند ، مانند سیلیکون ، که در الکترونیک استفاده می شود. اما تنها در سال 2009 بود که محققان کشف کردند که از پروسکایت ها می توان برای ساخت سلول های خورشیدی که نور خورشید را به برق قابل استفاده تبدیل می کنند نیز استفاده کرد.

اولین سلولهای پروسکایت بازده بسیار کمی دارند ، بنابراین بیشتر نور خورشید که روی آنها می بارد استفاده نمی شود. اما به سرعت پیشرفت کردند.

لین لو ، استاد شیمی گفت: “کارایی سلولهای خورشیدی که دارای این مواد پروسکیت هستند ، نور خورشید را به الکترون تبدیل می کنند با سرعت بسیار باورنکردنی افزایش یافته است ، زیرا اکنون بازده به آزمایشگاه به سلولهای خورشیدی سیلیکونی نزدیک است.” مهندسی در دانشگاه پرینستون و مدیر مرکز انرژی و محیط زیست آندلینگر. به همین دلیل ما از این دسته از مواد بسیار هیجان زده هستیم. “

سلول های خورشیدی پروسکایت را نیز می توان نسبتاً آسان ساخت – برخلاف سلول های سیلیکونی ، که باید در دماهای بسیار بالا تصفیه شوند و در نتیجه به انرژی زیادی نیاز دارند. پروسکیت ها می توانند به صورت ورق های نازک در دمای پایین یا به عنوان جوهر ساخته شوند که می توانند به طور موثر بر روی پایه های مواد دیگر “مانند رول های پلاستیکی انعطاف پذیر” چاپ شوند.

این می تواند منجر به استفاده از آنها در سطوحی شود که سلولهای خورشیدی سیلیکونی عملی نیستند ، مانند نمای خارجی اتومبیل یا کامیون. یا حتی می تواند روی پارچه منبع تغذیه الکترونیکی پوشیدنی چاپ شود. احتمال دیگر استفاده از لایه های نازک پروسکیت روی شیشه پنجره است ، جایی که آنها در هنگام استفاده از بخشی از آن برای تولید برق بیشتر نور را وارد می کنند.

اما یکی از امیدوار کننده ترین کاربردهای سلولهای پروسکایت ترکیب آنها با سلولهای سیلیکون است به طوری که آنها بیش از سیلیکون از انرژی خورشید استفاده می کنند. بهترین سلولهای سیلیکون به حداکثر بازده نظری خود در حدود 29 درصد نزدیک می شوند. اما سلولهای پروسکایت را می توان برای تولید الکتریسیته از طول موجهای نوری که سلولهای سیلیکونی از آنها استفاده نمی کنند تنظیم کرد – و بنابراین پوشش سلولهای خورشیدی سیلیکون با فیلمهای شفاف سلولهای پروسکیت می تواند بر این حد اساسی غلبه کند.

هنری اسنایت ، فیزیکدان از دانشگاه آکسفورد ، یکی از محققان برجسته سلولهای خورشیدی پروسکیت ، این روش را راهی برای ترکیب سلطه صنعتی سیلیکون با مزایای تکنولوژیکی پروسکیت ها می داند. وی معتقد است که سلولهای سیلیکونی و پروسکیتی “پشت سرهم” با بازدهی بیش از 40٪ می توانند طی 10 سال به طور گسترده در بازار موجود باشند و به زودی سلولهای چند لایه با کارایی بیش از 50٪ به دنبال آنها می آیند.

پتانسیل صفحات خورشیدی پروسکایت نیز توجه دولت را چه در اینجا و چه در خارج از کشور جلب کرده است. علاوه بر ایجاد فرصت های جدید تجاری برای شرکت های آمریکایی ، پروسکایت ها می توانند به یک روش نسبتاً ارزان برای انرژی خورشیدی برای مقابله با سوخت های فسیلی برای تولید برق تبدیل شوند. جو بری ، فیزیکدان ، که پیشگام تحقیقات در مورد پروسکیت های خورشیدی در آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر در گلدن ، کلرادو است ، گفت: “من فکر می کنم بسیاری از ما می خواهیم که فناوری واقعاً به برخی از مسائل مربوط به تغییر آب و هوا بپردازد.

سلول های خورشیدی پروسکایت هنوز با مشکلاتی روبرو هستند و مسئله اصلی پایداری است. تا حدودی به دلیل ساخت آسان ، سلولهای پروسکایت نیز به سرعت از رطوبت و گرما تجزیه می شوند. اسنیت گفت ، برخی از سلولهای آزمایشی پروسکیت دهها هزار ساعت پایدار باقی می مانند ، اما هنوز برای رسیدن به 25 یا 30 سال استفاده از سلولهای سیلیکونی راه طولانی در پیش دارند.

برخی از امیدوار کننده ترین مواد پروسکیت برای انرژی خورشیدی همچنین شامل سرب است که با تجزیه سلول های پروسکیت می تواند در محیط آزاد شود. محققان در حال مطالعه گزینه های جایگزین پروسکیت های پایه سرب هستند ، مانند پروسکیت های قلع پایه و ساختارهای بلوری مشابه که شامل مواد ایمن دیگر هستند.

لو گفت: “من فکر می کنم چالش هایی در پیش است.” – آره [perovskites] نقش مهمی خواهد داشت بستگی به این دارد که آیا می توانیم از پس این چالش ها برآییم. ”

[ad_2]

منبع: khabar-dastchin.ir