افزایش عمر و کارایی پیل خورشیدی با لایه نازک محافظ

پژوهشگران با استفاده از یک لایه نازک از جنس اکسید فلزی موفق به افزایش عمر و کارایی پیل‌های خورشیدی پرووسکیتی شدند. این لایه، پیل را از گزند رطوبت و هوا مصون می‌دارد.

کد خبر: ۹۴۸۶۱

تاریخ: ۲۴ آذر ۱۳۹۴ - ۱۶:۱۴

محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق به بهبود فناوری پیل‌های خورشیدی شدند. پژوهشگران مؤسسه نانوسیستم این دانشگاه که در حوزه توسعه پیل‌های خورشیدی پیشرو هستند، اقدام به ارائه ساختاری ساندویچی از جنس اکسید فلزی کردند که قادر است با کارایی بالا انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل کند.

برخلاف ویژگی‌های منحصر به فرد و جالب توجه پرووسکیت‌ها که بسیار سبک و انعطاف‌پذیر هستند، هنوز تجاری‌سازی پیل‌ خورشیدی پرووسکیتی با چالش‌های جدی روبرو است. این ترکیب با قرار گرفتن در معرض هوا، دچار زوال ساختاری می‌شود و زمانی که در معرض رطوبت قرار می‌گیرد سرعت زوال آن بیشتر می‌شود. دلیل این امر، طبیعت میکروسکوپی پرووسکیت‌هاست.

اخیراً یانگ و همکارانش با محافظت این ترکیب میان دو لایه اکسید فلزی موفق به بهبود کارایی پیل‌های خورشیدی شدند. یافته‌های این پروژه می‌تواند طول عمر این پیل‌ها را بهبود دهد به طوری که در معرض هوا، این پیل‌ها 10 برابر عمر بیشتری خواهند داشت، در حالی که کارایی آن‌ها اندکی کاهش می‌یابد.

لی منگ از محققان این پروژه می‌گوید: «در حال حاضر، دستاوردهای قابل توجهی در حوزه پیل‌های خورشیدی پرووسکیتی به‌ دست آمده است، اما طول عمر این ادوات هنوز کوتاه بوده و باید روی بهبود آن کار کرد.»

طی دو سال اخیر، محققان این پروژه موفق به افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی پرووسکیتی از یک درصد به 20 درصد شده‌اند.

یانگ می‌افزاید: «عوامل مختلفی بر زوال ساختار این پیل‌ها مؤثر است. مهمترین عامل زوال این پیل‌ها، لایه بافر آلی فوقانی است که هدایت الکتریکی کمی دارد. این لایه قادر به حفاظت پیل از رطوبت و هوا نیست. این لایه بافری، نقش مهمی در ساخت یک پیل دارد.»

این گروه تحقیقاتی با استفاده از لایه نازکی از جنس اکسید فلزی که به‌ صورت ساندویچی است، موفق به حافظت پیل‌های پرووسکیتی از گزند رطوبت و هوا شدند. این پیل‌ها در معرض هوا تا 60 روز مقاوم بوده و 90 درصد کارایی اولیه خود را حفظ کرده است.

مرحله بعدی کار این گروه، افزایش کارایی پیل با استفاده از متراکم‌تر کردن لایه محافظ است.

نتایج این پروژه در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده‌ است.