Откритие може да увеличи ефективността на нов клас слънчеви клетки

Ново откритие може да увеличи ефективността на соларните клетки тип „ХОНП“, превръщайки ги е неустоима алтернатива за повсеместно производство на чисто електричество от слънчевите лъчи. Постижението е дело на учени от Университета във Вирджиния, САЩ.

От откриването през 2009 г. на високоефективните соларни клетки, известни като „ХОНП“ – хибрдини органично-неорганични перовскити – изследователите усърдно работят, за да разберат точно как тези обещаващи нови материали работят на молекулярно ниво. Целта е да се подобри трайността на тяхната отлична производителност.

ХОНП са изключително леки и гъвкави – те могат да бъдат „боядисвани“ върху субстрат като хартия и пластмаса. Евтини са и са почти толкова ефикасни, колкото традиционните силициеви клетки от гледна точка на преобразуването на енергията на светлината в електричество. Поради тези си характеристики ХОНП могат да бъдат подходящи за захранване на домове, леки коли, безпилотни автомобили и дори космически кораби, както и за осигуряване на електроенергия в малък мащаб – например чрез раници и дрехи.

Всичко това е добре. Но има и едно нещо, което не е толкова добре. ХОНП страдат от липса на стабилност в кристалната си структура. Това води до сравнително бързо намаляване на ефективността на преобразуване на енергията от слънцето, особено при променливи температури. Проблемът е, че в слънчевата клетка светлината възбужда електроните – което всъщност позволява тези материали да работят – ала електроните не издържат достатъчно дълго във възбудено състояние, за да захранват в дългосрочен план каквото и да е.

ХОНП е потенциално съвършен материал, но… все още има да се усъвършенства, убедени са учените от Университета на Вирджиния.

В неотдавна публикувана статия в списание „Proceedings of the National Academy of Sciences“ в САЩ физикът-специалист по материалознание Сюнг-Хун Лий и инженер-химикът Джошуа Чой разясняват как въртящи се молекули в ХОНП позволяват на възбудените електрони да издържат по-дълго във възбудено състояние, вместо да се разсейват. Това води до по-висока ефективност на преобразуване на енергията при перовскитите. „Тази констатация ни извежда на пътя към по-доброто манипулиране на ХОНП за постигане по-голяма ефективност, както и за по-дълготрайна ефективност при променящи се условия“, каза Чой. „Въпросът е да намерим начин да увеличим ефекта от тези молекулни ротации, за да удължим живота на електроните“, отбелязва Лий.

Откритието, посочват двамата, ще направи възможно по-лесно идентифициране и разработване на нови материали, способни по-добре да запазват ефективността си при по-широк диапазон от температурни промени. Това е една отнастоящите пречки тези тези леки материали да могат да се направят така, че да работят както дълго, така и при различни условия.

Снимка: Leon Hupperichs, CC-BY-SA 3.0

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*