Calcium Titanium Solar Cell Life Extended To 30 Years

Istraživači na Univerzitetu Princeton razvili su prve komercijalno održive solarne ćelije kalcij titanita, što označava važnu prekretnicu za novu tehnologiju obnovljive energije, navodi se u najnovijem broju časopisa Science. Tim očekuje da će njihov uređaj raditi oko 30 godina na više od standarda industrije, daleko iznad 20-godišnjeg životnog praga za solarne ćelije.

Ne samo da je uređaj izdržljiv, već ispunjava i zajedničke standarde energetske efikasnosti. Ona je prva te vrste koja je suparnica performansama ćelija na bazi silicina.

Perovskiti su poluprovodnici sa posebnom kristalnom strukturom koja je idealna za upotrebu u tehnologiji solarnih ćelija. Mogu se praviti na sobi temperaturi i koristiti daleko manje energije od silicija, što ih čini jeftinije i održivije za proizvodnju.

Rane perovskite solarne ćelije (PSC) izašle su između 2009. i 2012. godine i trajate samo nekoliko minuta. Rekord iz 2017. godine bila je godina rada baterije pod kontinuiranom rasvjetom na room temperaturi, dok je novi uređaj pet godina mogao raditi u laboratorijskim uvjetima. Dizajn postavljanja zapisa ističe izdržljiv potencijal PSC-ova, posebno kao način da se tehnologija solarnih ćelija gurne izvan granica silikona, rekli su istraživači.

Ovog puta, istraživači su raslojavali različite materijale kako bi optimizirali apsorpciju svjetlosti i istovremeno štitili najranjivija područja od izlaganja. Razvili su ultratinski "dvodimenzionalni sloj kappinga" između dva ključna sastojka: apsorbirajućeg perovskitnog sloja i naefikasnog sloja od bakrenih soli i drugih supstanci. Cilj je spriječiti perovskite poluprovodnike da izgore u roku od sedmica ili mjeseci.

Istraživači su također permutirali dizajne desetine puta, mijenjajući sićušne detalje u geometriji i broju prevlaka sloja, te eksperimentišući sa desetinama kombinacija materijala. Eksperimentalni rezultati pokazuju da novi uređaj može izvoditi više od 80% vršne efikasnosti pod uvjetom prosječne temperature od oko 35 °C i kontinuiranog rasvjete najmanje 5 godina.

Na duge staze, perovskiti se mogu izmišljati na room temperaturi, kažu istraživači, a njihova izmišljotina izbjegava spaljivanje velikih količina fosilnih goriva. Ali razvoj novih tehnologija ne znači da će PSC-i u velikoj veličini zamijeniti silicijumske uređaje, već unakažavati starije tehnologije, što solarne panele čini jeftinijim, efikasnijim i izdržljivijima, te produžavanje solarne energije u moderni život Više novih područja.