به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، محققان مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته کره (KAIST) و دانشگاه یونسی یک سلول خورشیدی هیبریدی آلی‌معدنی (سریع‌ترین فناوری خورشیدی موجود) با کارایی و پایداری بالا و لایه دوقطبی یکنواخت زیر نانومتری ساخته‌اند. این دستگاه بازده تبدیل انرژی ۲۴ درصدی را تحت آزمایش‌ها ثبت کرد که یک رکورد جدید برای سلول‌های خورشیدی هیبریدی پروسکایت‌آلی سرب است.
در این آزمایش مشخص شد که سلول‌های خورشیدی پروسکایتی مبتنی بر سرب از استفاده حدود ۵۲ درصد از کل انرژی خورشیدی جلوگیری می‌کنند، زیرا طیف جذب آن‌ها به ناحیه نور مرئی با طول موج ۸۵۰ نانومتر یا کمتر محدود می‌شود. برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی یک دستگاه هیبریدی طراحی کردند که یک هتروجانکشن توده‌ای آلی (پیوندناهمگون یا نامتجانس که محل پیوند بین دو لایه یا ناحیه از نیم‌رساناهای غیریکسان است) را با پروسکایت ترکیب و در نتیجه یک سلول خورشیدی ایجاد می‌کند که نور را تا ناحیه مادون قرمز نزدیک جذب کند.
محققان یک لایه واسط دوقطبی زیر نانومتری بر اساس ایزومری به نام B3PyMPM را به‌طور مستقیم روی سطح پروسکایت ایجاد کردند که مانع انرژی بین پروسکایت و هتروجانکشن را کاهش داد. مشخص شد که این امر موجب سرکوب انباشت بار، به حداکثر رساندن سهم مادون قرمز نزدیک و بهبود چگالی جریان به ۴.۹ میلی‌آمپر بر مترمربع ( mA/cm²) می‌شود.
دستگاه هیبریدی ساخته‌شده، به بازده تبدیل توان ۲۴ درصدی رسیده است که با افزایش از سطح ۲۰.۴ درصدی قبلی، یک رکورد برای سلول‌های خورشیدی هیبریدی پروسکایت‌آلی مبتنی بر سرب به‌شمار می‌رود. این دستگاه همچنین بازده کوانتومی داخلی (IQE) بالایی را در مقایسه با مطالعات قبلی به دست آورد و در ناحیه مادون قرمز نزدیک به ۷۸ درصد رسید. همچنین پایداری بالایی از خود نشان داد و بیش از ۸۰ درصد بازده اولیه خود را پس از بیش از ۸۰۰ ساعت در شرایط رطوبت شدید حفظ کرد.
دانشمندان کره‌ای همچنین به‌نحوی مؤثر مشکلات انباشت بار و نبود تطابق باند انرژی را که در سلول‌های خورشیدی هیبریدی ارگانیک پروسکایت با آن مواجه است، برطرف کردند و با به حداکثر رساندن عملکرد جذب نور مادون قرمز نزدیک، راندمان تبدیل توان را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشیدند. این پیشرفت جدید می‌تواند مشکلات پایداری مکانیکی و شیمیایی پروسکایت‌های موجود را رفع و بر محدودیت‌های نوری غلبه کند.
نظر شما