نمکی که آینده انرژی خورشیدی را تغییر می‌دهد

به گزارش ایسنا، پژوهشگران دانشگاه کالج لندن (UCL) کشف کردند که نمکی به نام «گوانیدینیوم تیوسیانات» می‌تواند به بهبود نوع جدیدی از فناوری خورشیدی معروف به سلول‌های خورشیدی پروسکایت کمک کند.

سلول‌های خورشیدی پروسکایت نوعی نیمه‌رسانا هستند که در دهه گذشته به‌عنوان جایگزینی برای سیلیکون مورد توجه قرار گرفتند. این نوع سلول‌ها می‌توانند نور خورشید را به برق تبدیل کنند و با انرژی و هزینه کمتری تولید شوند. همچنین می‌توان آن‌ها را به‌گونه‌ای تنظیم کرد که بخش‌های مختلفی از نور خورشید را جذب کنند و این مورد آن‌ها را به ویژه برای سلول‌های خورشیدی که پشت سرهم قرار می‌گیرند و بیش از یک لایه برای دریافت انرژی بیشتر از خورشید دارند، نویدبخش می‌کند.

گروه پژوهشی دانشگاه کالج لندن (UCL) با افزودن «گوانیدینیوم تیوسیانات» در فرآیند تولید، موفق به کاهش سرعت تشکیل کریستال‌های پروسکایت و کنترل بهتر آن‌ها شدند. این اقدام به ایجاد لایه‌های کریستالی صاف‌تر و یکنواخت‌تر و همچنین کاهش نقص‌های کوچک در ساختار سلول‌ها منجر شد که معمولا عملکرد و طول عمر آن‌ها را محدود می‌کند.

سلول‌های پروسکایت تولید شده در آزمایشگاه، به راندمان ۲۲.۳ درصد دست یافتند که بسیار نزدیک به بهترین نتایج گزارش شده برای این نوع ماده است. در مقایسه، راندمان بهترین سلول‌های سیلیکونی در آزمایشگاه‌ها تقریبا حدود ۲۷ درصد است و اکثر پنل‌های نصب شده روی پشت بام‌ها حدود ۲۲ درصد راندمان دارند.

سلول‌های پروسکایت پشت سر هم به دلیل پتانسیل راندمان بالای خود، توجه زیادی را جلب کرده‌اند و در آزمایشگاه‌ها از راندمان ۳۰ درصد فراتر می‌روند که بسیار بیشتر از پنل‌های سیلیکونی استاندارد است. پژوهشگران بر این باور هستند که با اعمال عملیات نمکی بر روی لایه زیرین این سلول‌ها، امکان دستیابی به راندمان بالاتری وجود دارد که به معنای تولید قدرت بیشتر از همان مقدار نور خورشید و کاهش هزینه‌های بالقوه برای مصرف‌کنندگان است.

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها برای سلول‌های خورشیدی پروسکایت، پایداری آن‌ها است که  باعث می‌شود به اندازه کافی دوام بیاورند و با سیلیکون رقابت کنند. با کنترل رشد کریستال با استفاده از این نمک، سلول‌ها نه فقط کارآمدتر بلکه بادوام‌تر نیز خواهند شد. این کشف به دانشمندان ابزاری جدید برای تنظیم دقیق ساختار مواد برای استفاده طولانی‌مدت ارائه می‌دهد.

پروسکایت‌ها همچنین مزایای کاربردی در تولید دارند زیرا می‌توان آن‌ها را در دماهای نسبتا پایین فرآوری و به پنل‌های سبک و انعطاف‌پذیر تبدیل کرد. این ویژگی‌ها امکان استفاده از آن‌ها در پشت بام‌ها، وسایل نقلیه یا حتی لباس‌ها را فراهم می‌کند.

طبق گزارش سایت ساینس، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تغییرات کوچک مانند اضافه کردن مقداری نمک، می‌تواند تاثیرات بزرگی در توسعه انرژی پاک داشته باشد. در حالی که جهان برای گسترش انرژی پاک تلاش می‌کند، اکتشافاتی از این نوع ما را به سمت پنل‌های خورشیدی ارزان‌تر، قدرتمندتر و بادوام‌تر نزدیک‌تر خواهد کرد.