Η χημεία, όχι τα ηλεκτρονικά, θα βοηθήσει την ηλιακή ενέργεια να φτάσει στο πλήρες δυναμικό της

2
Η χημεία, όχι τα ηλεκτρονικά, θα βοηθήσει την ηλιακή ενέργεια να φτάσει στο πλήρες δυναμικό της

Ένα υλικό που έχει προαναγγελθεί ως το κλειδί για την παραγωγή πιο αποδοτικών ηλιακών συλλεκτών επόμενης γενιάς θα μπορούσε σύντομα να είναι έτοιμο για μαζική παραγωγή, χάρη σε μια νέα μέθοδο που αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Surrey.

Η ομάδα του Surrey διαπίστωσε ότι η σύντηξη υλικών περοβσκίτη με ένα στοιχείο που ονομάζεται φερροκένιο αυξάνει δραματικά την απόδοση των ηλιακών συλλεκτών με βάση τον περοβσκίτη. Η ομάδα διαπίστωσε ότι αυτή η εστίαση στο χημεία των ηλιακών συλλεκτών, αντί για άλλες προσεγγίσεις που εξέταζαν μηχανικά και ηλεκτρικά εξαρτήματα, παρήγαγαν την επιδιωκόμενη ανακάλυψη.

«Η έρευνά μας κλιμακώνει αυτά τα κύτταρα περοβσκίτη σε ένα λεπτό επίπεδο, εστιάζοντας στις χημικές ενώσεις και τα συγκεκριμένα προβλήματά τους. Για παράδειγμα, η συνήθης πρακτική είναι να επικαλύπτονται ή να «ναρκώνονται» κύτταρα με λίθιο, αλλά το λίθιο απορροφά νερό, αυξάνοντας την ανεπάρκεια ενέργειας με την πάροδο του χρόνου», είπε. Τόμας Γουέμπ, μεταπτυχιακός φοιτητής έρευνας και επικεφαλής έργου από το Πανεπιστήμιο του Surrey. «Ανακαλύψαμε ένα στοιχείο στην οργανομεταλλική χημεία που ονομάζεται Ferrocene που βελτιώνει σημαντικά την απόδοση και σταθεροποιεί την πτώση της ενέργειας που έχουν όλα τα ηλιακά πάνελ με την πάροδο του χρόνου. Για να μην αναφέρουμε ότι είναι φθηνό στην παραγωγή και λύνει το πρόβλημα της απορρόφησης νερού.»

Τα υλικά περοβσκίτη θεωρούνται ευρέως ως διάδοχοι του πυριτίου επειδή είναι ελαφριά και πολύ φθηνότερα στην παραγωγή. Ωστόσο, η υπόσχεση του περοβσκίτη δεν έχει ακόμη πραγματοποιηθεί λόγω της δυσκολίας αντιγραφής των εργαστηριακών αποτελεσμάτων σε μαζική παραγωγή.

«Τα κύτταρα πυριτίου είναι αποτελεσματικά αλλά δαπανηρά στην παραγωγή. Τα υλικά περοβσκίτη είναι χωρίς αμφιβολία η επόμενη γενιά φωτοβολταϊκών τεχνολογιών», εξηγεί Δρ Wei Zhang, ο κύριος επόπτης της έρευνας και του επικεφαλής έργου από το Πανεπιστήμιο του Surrey. «Υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος για να διασφαλιστεί ότι αυτά μπορούν να εφαρμοστούν σε μαζική κλίμακα, αλλά με αυτά τα αποτελέσματα, είμαστε ένα γενναιόδωρο βήμα πιο κοντά στο να το κάνουμε πραγματικότητα».

Καθηγητής Stephen Sweeney, ο συν-επιβλέπων της έρευνας από το Πανεπιστήμιο του Surrey, πρόσθεσε, «Αυτή είναι μια βασική εξέλιξη για την προώθηση αυτού του σημαντικού νέου συστήματος υλικών σε μια εποχή που οι αξιόπιστες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έχουν κρίσιμη παγκόσμια σημασία. Αυτό είναι επίσης ένα πολύ ικανοποιητικό παράδειγμα του πώς η διεπιστημονική έρευνα και η συμπληρωματική τεχνογνωσία στα συνεργαζόμενα πανεπιστήμια οδήγησαν σε αποτελέσματα υψηλού αντίκτυπου».

Το έργο έχει παραχθεί σε συνεργασία με το Imperial College London, το Πανεπιστήμιο του Nottingham, το London Southbank University, το University College του Λονδίνου και τη Fluxim AG. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Προηγμένα Ενεργειακά Υλικά.

Το Πανεπιστήμιο του Surrey είναι ένα κορυφαίο ερευνητικό ίδρυμα που εστιάζει στη βιωσιμότητα για να προσφέρει επιπτώσεις που ωφελούν την κοινωνία και βοηθούν στην αντιμετώπιση των πολλών προκλήσεων της κλιματικής αλλαγής. Το Surrey δεσμεύεται επίσης να βελτιώσει την απόδοση των δικών του πόρων στις πανεπιστημιουπόλεις του στο Guildford και φιλοδοξεί να είναι ηγέτης του κλάδου. Έχει δεσμευτεί να είναι ουδέτερη για τον άνθρακα έως το 2030. Τον Απρίλιο, κατατάχθηκε στην 55η θέση στον κόσμο από την Times Higher Education (THE) University Impact Rankings, η οποία αξιολογεί την απόδοση περισσότερων από 1.400 πανεπιστημίων σε σχέση με τους Στόχους Βιώσιμης Ανάπτυξης των Ηνωμένων Εθνών ( ΣΒΑ).

Εικόνα 1 Άνοιγμα σε πρόγραμμα προβολής ψηφίων PowerPoint α) Δομή συμπλέγματος σάντουιτς σιδηροκαίνου. β) Αρχιτεκτονική συσκευής και θέση φερροκενίου στην προετοιμασία ηλιακών κυψελών περοβσκίτη. γ) Δομή spiro-OMeTAD, (κόκκινο) θραύσμα C14H14NO2+ που παρακολουθείται σε μετρήσεις SIMS. δ) Προφίλ βάθους OrbiSIMS δείγματος ελέγχου περοβσκίτη/σπιρο-OMeTAD μετά από 200 ώρες σε σήμα N2, Pb2+ που αντιστοιχεί σε περοβσκίτη κανονικοποιημένο σε C14H14NO2+ που αποδίδεται στους κλάδους μεθοξυφαινολαμίνης του spiro-OMeTAD. ε) Προφίλ βάθους OrbiSIMS δείγματος περοβσκίτη/σιδηροκενίου/σπιρο-OMeTAD που έχει υποστεί επεξεργασία με σιδηροκένιο μετά από 200 ώρες σε N2, επιπλέον Fe+ αποδίδεται στην ενσωμάτωση σιδηροκενίου. στ) τρισδιάστατες ανακατασκευασμένες εικόνες δευτερογενούς ιόντος Li+ (αριστερά, μπλε) και C14H14NO2+ θραύσματος spiro-OMeTAD (δεξιά, κόκκινο) σε φιλμ που έχουν παρασκευαστεί χωρίς φερροκένιο, ζ) τρισδιάστατες ανακατασκευασμένες εικόνες δευτερογενούς ιόντος Li+ (αριστερά, μπλε) και C14H14NO2+ θραύσματος spiro-OMeTAD (δεξιά, κόκκινο) σε μεμβράνες που παρασκευάζονται με φερροκένιο, χρησιμοποιήθηκαν πανομοιότυπα διαλύματα ντοπαρισμένου spiro-OMeTAD και για τις δύο μετρήσεις OrbiSIMS, οι διακυμάνσεις στην απόλυτη ένταση των μετρήσεων αποδίδονται στα εφέ μήτρας. Εικόνα: Ένα πολύπλευρο ενδιάμεσο στρώμα φερροκενίου για εξαιρετικά σταθερά και αποτελεσματικά ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη με πρόσμειξη λιθίου Spiro-OMeTAD

Παραχώρηση του Το Πανεπιστήμιο του Surrey


 

Δείτε το ολοκαίνουργιο μας Οδηγός ηλεκτρονικού ποδηλάτου. Αν είστε περίεργοι για τα ηλεκτρικά ποδήλατα, αυτό είναι το καλύτερο μέρος για να ξεκινήσετε το ταξίδι σας στην ηλεκτροκίνηση!


 

Εκτιμάτε την πρωτοτυπία και την κάλυψη ειδήσεων καθαρής τεχνολογίας της CleanTechnica; Εξετάστε το ενδεχόμενο να γίνετε Μέλος, Υποστηρικτής, Τεχνικός ή Πρεσβευτής της CleanTechnica — ή προστάτης στο Πατρέων.


 

Έχετε μια συμβουλή για την CleanTechnica, θέλετε να διαφημιστείτε ή θέλετε να προτείνετε έναν επισκέπτη για το podcast CleanTech Talk; Επικοινωνήστε μαζί μας εδώ.

Διαφήμιση




Schreibe einen Kommentar