Ne zaman insanlara güneş pilleri ile çalıştığımı söylesem bana aynı iki soru soruldu: onlar gerçekten ucuz olacak mı? Ve bana biraz getirir misin? İkinci sorunun cevabı hayır olsa da, birincinin cevabı çok daha olumlu. Her yıl güneş panelleri fiyatlara düşmekte ve ışığı enerjiye dönüştürebilecekleri verimliliği arttırmaktadır.

Aynı zamanda fosil yakıt maliyetleri artmaya devam ediyor ve önümüzdeki birkaç yıl içinde maliyetlerin çakıştığı noktaya varacağız - bazı rakamlar bu çoktan olmuş olabilir. Sorun, güneş enerjisinin fosil yakıtları enerji üretmenin en ucuz aracı olarak destekleyip sağlayamayacağı değil, ne zaman olacağıdır.

Bu, güneş enerjisi endüstrisine muazzam bir destek sağlasa da, günümüzde güneş enerjisi sektöründeki en büyük heyecan, yeni bir tür malzemeden kaynaklanıyor. Perovskite. Daha yaygın olan malzemelerin en iyi niteliklerinden bazılarını birleştirerek, University of Sheffield araştırmacılarının perovskite güneş pillerini püskürtmeli bir sıvı olarak ürettikleri noktaya kadar inanılmaz derecede esnek olduğunu kanıtladı. Peki perovskite nedir ve etrafındaki vızıltı nedir?

Güneş panelleri, ışığa tepki veren güneş panellerinin bir bileşenidir. fotovoltaik malzemeler. Işık, bu malzemeleri vurduğunda, materyaller arasında hareket etmek için elektronlar serbest bırakılır. Bu güneş pillerinin yapısının dikkatlice tasarlanmasıyla, bu elektronlar bir elektrik akımı akışında toplanabilir. Güneş panellerinin bir miktar büyülü özelliğini - güneş ışığı içeri ve dışarı elektrik - veren süreç budur.

Güneş Panelinin İçinde

Genel olarak konuşursak, güneş pilleri iki farklı gruba ayrılabilir - silikon gibi inorganik fotovoltaik malzemelere dayanan kadmiyum tellurideve bunlar gibi belirli organik bileşiklere dayanan PCDTBT. Her ikisinin de kendi avantajları ve dezavantajları vardır.

İnorganik malzemeler halihazırda endüstriyel olarak iyi kurulmuş, ışığı% 20'den daha yüksek verimlilikte elektriğe dönüştürebilen ve 25-yıldan daha uzun ömürlü güneş panelleri yaratabilen bir yapıya sahiptir. Dezavantajı, özellikle silikon ile gerekli olan hammaddelerin pahalı olabilmesidir.

Organik güneş pilleri potansiyel olarak düşük maliyetli malzemelere dayanır ve hatta üretimlerini çok hızlı ve ucuz kılan bir sıvı çözeltiden bile üretilebilir. Bununla birlikte, laboratuar ölçeğinde bile, organik güneş pilleri% 10'ten daha yüksek verimlilik elde etmek için mücadele eder. Daha da önemlisi, organik bileşikler yavaş yavaş ışık altında ayrışır ve bu da panel ömrünü yıllar yerine aylar veya haftalar boyunca azaltır. Sonuç olarak, bu organik materyaller güneş panelleri üretmek için nadiren kullanılmaktadır, çünkü hiç kimse altı ayda bir değiştirmek için çatılarına tırmanmak zorunda kalmayı sevmez. İdeal olarak, inorganik malzemelerin performans ve uzun vadeli stabilitesine sahip, çok düşük organik madde maliyetine sahip bir güneş pili istiyoruz.

Perovskite girin

Son birkaç yılda, güneş enerjisi araştırmaları, olarak bilinen, dikkate değer bir yeni sınıf materyallerin ortaya çıkmasına şahit oldu. perovskitler. Bu bir karma organik-inorganik malzemedir, esasen eklenmiş bir inorganik element içeren bir organik bileşiktir. Perovskite, belirli minerallerde doğal olarak oluşan spesifik kristal yapı tipini ifade eder. Bu hibrit bileşikler bu kristal yapıya sahiptir, fakat aynı zamanda organik amonyak ve metil gruplarının inorganik kurşun iyodürlü veya kurşun klorür moleküllerinin bağlı olduğu kompleks bir kombinasyonudur.

Bu materyalleri çevreleyen heyecanın sebebi, geliştirdikleri açık bir şekilde şaşırtıcı orandır. Daha önce ne zaman yeni bir malzeme keşfedilse, 10-20 yıllarında% XN verimlilik oranına bile ulaşabilmek için araştırmalar yapılmıştı. Perovskite güneş pilleri yalnızca 10’de ortaya çıktı, ancak dönüşümlerini çoktan hızlandırdı % 19'ten daha yüksek verimlilik. Bu kabarcıklı gelişme oranı güneş araştırmalarında görülmemiş.

Bir hibrit malzeme olarak, inorganik malzemelerle olduğu gibi iyi verimlerin yanı sıra, perovskites ayrıca organik güneş malzemelerinin sıvı bir çözelti olarak uygulanma kapasitesinden de faydalanabilir. Bu, Profesör David Lidzey'in Sheffield Üniversitesi'ndeki grubunun, perovskite'yi bir substrat malzemesinin üzerine sıvı bir kaplama olarak püskürtmesinin avantajlarından yararlandı. Bu, güneş pillerinin yüksek hacimlerde ve düşük maliyette üretilmesini sağlar.

Perovskites'in Geleceği

Bu, gelecekteki tüm güneş pillerinin perovsitlere dayanacağı anlamına mı geliyor? Söylemek için çok erken. Her ne kadar birçok faydası olsa da, üstesinden gelinmesi gereken bazı önemli zorluklar var.

Malzemenin kurşun içeriğinin potansiyel çevresel etkisi (kurşun için gereksinimi ortadan kaldırmak için çalışmalar devam etse de) ve üretimin ne kadar kolay bir ticari boyuta yükseltilebileceği ile ilgili bazı sorular var. Organik güneş hücrelerinde olduğu gibi, uzun vadeli stabiliteleri de oldukça sorgulanabilir ve özellikle neme karşı hassastır - birkaç su damlası materyali tamamen tahrip edebilir.

Bu yüzden, onlarca yıl boyunca açık havada hayatta kalabilen bir perovskite güneş paneli modülü inşa etmek hala büyük olasılıkla bir şekilde kapalı - aslında mümkün olacağının garantisi yok. Fakat kesin olan şudur ki, perovskite güneş pillerinin potansiyelinin şaşırtıcı olduğu ve malzemenin vaadi gerçekleşirse güneş enerjisinin yeteneklerinde tamamen devrim yaratabileceğidir.

Bu yazı orijinalinde Konuşma.
Oku Orijinal makale.

Yazar Hakkında

Jon Major, Liverpool Üniversitesi'nde Araştırma görevlisidir. İlgi alanları arasında ince film, fotovoltaik, yarı iletkenler ve saydam iletkenler bulunur.

Açıklama bildirimi: Jon Major, ulusal SUPERGEN 'süpersolar' araştırma konsorsiyumuna bağlı.

Tavsiye edilen kitap:

Yeşil Büyücülük: Koruma, Güneş Enerjisi, Organik Bahçecilik ve Uygun Teknik Araç Kitinden Diğer Uygulamalı Beceriler - John Michael tarafından Greer

Antik çağda, bir sihirbaz, ziraat, navigasyon, siyaset ve askeri bilim, diller, ticaret, matematik, tıp ve doğa bilimlerinde kapsamlı bir eğitim ile desteklenen ticaretteki ana stoğu iyi bir tavsiye olan serbest bir entelektüeldi. Bu kitap, aşırı yüklenmiş bir endüstriyel sisteme bağımlılığımızı azaltmaktan ve ciddi enerji sıkıntısı ve ekonomik sıkıntılardan oluşan bir dünyada yaşamı çok daha az travmatik ve yaşanabilir hale getirmekle ilgilenen herkes için bir zorunluluktur. Ekolojinin temel kavramlarından pratik tekniklerin bir bolluğuna kadar Yeşil Büyücülük, günümüz eğitim sihirbazı için kapsamlı bir el kitabıdır.

Buraya Tıkla daha fazla bilgi ve / veya bu kitabı sipariş etmek için.