Το πρώτο εκτυπώσιμο, σταθερό φωτοβολταϊκό κύτταρο περοβσκίτη με διάρκεια ζωής 10.000 ώρες

Το πρώτο εκτυπώσιμο, σταθερό φωτοβολταϊκό κύτταρο περοβσκίτη με διάρκεια ζωής 10.000 ώρες

⍆Ο περοβσκίτης, ένα ορυκτό οξείδιο του ασβεστίου και του τιτανίου,... έχει χαρακτηριστεί ως η επόμενη επανάσταση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, προσδίδοντας στα ηλιακά κύτταρα μέγιστη απόδοση 31%, αλλά τα υδατοδιαλυτά και ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη συνήθως δεν έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής εκτός εργαστηρίου. Ομάδα 11 Ελβετών και Ιταλών επιστημόνων ίσως κατάφερε αυτό που η ερευνητική κοινότητα προσπαθεί από το 2009, ένα ηλιακό κύτταρο περοβσκίτη, με σταθερή απόδοση σε πραγματικές συνθήκες για περισσότερο από ένα χρόνο.

Ηλιακά κύτταρα από τον άφθονο και φτηνό περοβσκίτη έχουν ήδη κατασκευαστεί με απόδοση άνω του 22%, αλλά σε συνθήκες εργαστηρίου. Το οξυγόνο και η υγρασία καταστρέφουν γρήγορα το κύτταρο υπό κανονικές συνθήκες. Η ομάδα, με επικεφαλής επιστήμονες της Ομοσπονδιακής Πολυτεχνικής Σχολής της Λωζάννης, σχεδίασε ένα νέο τύπο δομής στην ηλιακή κυψέλη ώστε να δημιουργήσει ένα εξαιρετικά σταθερό ηλιακό κύτταρο.

Οι ερευνητές σχεδίασαν ένα υβριδικό ηλιακό κύτταρο δισδιάστατου και τρισδιάστατου περοβσκίτη. Ο λεγόμενος δισδιάστατος περοβσκίτης περιγράφεται από τη χημική ένωση (HOOC(CH2)2NH3)2PbI4 και χρησιμεύει ως προστατευτικό από την υγρασία, οπότε ο τρισδιάστατος περοβσκίτης (CH3NH3PbI3) μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Τα ηλιακά κύτταρα κατασκευάστηκαν ανά στρώματα, τοποθετώντας διαφορετικά συστατικά το ένα πάνω στο άλλο. Η ομάδα δημιούργησε τετράγωνα ηλιακά πάνελ 100 τετραγωνικών εκατοστών, χρησιμοποιώντας μια πλήρως εκτυπώσιμη διαδικασία βιομηχανικής κλίμακας και χαμηλού κόστους.

Τα υβριδικά ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη είναι ανθεκτικά σε οξυγόνο και νερό, ενώ παράλληλα είναι ικανά να μεταφέρουν ηλεκτρικά φορτία και λαμβάνουν φως από όλο το ορατό φάσμα.

Η αποτελεσματικότητα δεν είναι ακόμα καλή, αγγίζοντας μόλις το 11,2%. Αλλά το πανεπιστήμιο σημείωσε ότι η απόδοση ήταν σταθερή για πάνω από 10.000 ώρες, με μηδενική απώλεια.

«Το σημαντικό εύρημα είναι παρουσία πολυδιάστατης υβριδικής διεπαφής. Πιστεύουμε ότι αυτό θα οδηγήσει σε πολλές περαιτέρω μελέτες που θα διευρύνουν τις προοπτικές για τα φωτοβολταϊκά περοβσκίτη», δήλωσε ο επικεφαλής της ομάδας Μοχάμαντ Χάτζα Ναζιρουντίν.

Αξίζει να σημειωθεί ότι παρόμοια τεχνολογία μπορεί να βρει χρήση και στην τεχνολογία LED, όπως έχει δείξει το 2016 σχετική έρευνα του Πανεπιστημίου της Πάτρας.