Kuvituskuva Pixabay
Perovskiittikennoja, joita usein kutsutaan aurinkoenergian 'pyhäksi graaliksi', pidetään kevyenä vaihtoehtona perinteisille piipohjaisille aurinkoteknologioille. Niiden joustava rakenne mahdollistaa soveltamisen erilaisille pinnoille, kuten autoille tai puhelimille, painettavan kerroksen muodossa, mikä helpottaa lataamista liikkeellä.
Kuitenkin perovskiittikennoilla on myös merkittäviä rajoituksia, erityisesti niiden nopea heikkeneminen kemiallisten reaktioiden vuoksi ilman kosteuden kanssa, mikä johtaa jodin vuotamiseen. Tutkijaryhmä on äskettäin löytänyt ratkaisun tähän ongelmaan integroimalla nanohiukkasia perovskiitteihin, mikä pidentää kennojen käyttöikää 1 530 tuntiin, lähes kymmenen kertaa pidempään kuin aiemmat mallit.
Tämä tutkimus, joka julkaistiin EES Solar -lehdessä, merkitsee tärkeää vaihetta kohti korkean suorituskyvyn aurinkokennojen kehittämistä, jotka pystyvät kestämään todellisia olosuhteita, ja näin ollen lähentää niiden kaupallista käyttöä maailmanlaajuisesti. Tieteilijät ovat lisänneet alumiinioksidin nanohiukkasia kennojen valmistuksen aikana, estäen ei vain jodin vuotamisen vaan myös luoden tasaisemman ja johtavamman rakenteen.
Äärimmäisissä lämpö- ja kosteusolosuhteissa tehdyt testit ovat osoittaneet, että muokatut kennot säilyttivät korkean suorituskyvyn yli kahden kuukauden ajan, mikä on merkittävä parannus verrattuna 160 tuntiin parantamattomissa kennoissa. Tutkijat aikovat jatkaa tutkimuksiaan selvittääkseen, voidaanko näitä parannuksia vielä lisätä.
Tämä edistysaskel perovskiittikennojen vakaudessa ja suorituskyvyssä avaa uusia näkymiä niiden käyttöönotolle pääasiallisena energiaratkaisuna, merkitsemällä käännekohtaa aurinkoenergian tutkimuksessa.
mitä perovskiitti on ja miksi se on tärkeä aurinkoenergialle?
Perovskiitti on kiteinen materiaali, joka on herättänyt huomiota sen potentiaalin vuoksi aurinkoenergian tuotannossa. Toisin kuin perinteinen pii, perovskiitti voidaan valmistaa edullisemmin ja soveltaa joustaville pinnoille, avaten uusia mahdollisuuksia aurinkoenergian integroimiseksi arkipäivän esineisiin.Perovskiittikennoilla on kyky muuntaa valoa sähköksi tehokkuudella, joka on verrattavissa tai jopa parempi kuin piikennoilla. Kuitenkin niiden pääasiallinen rajoitus on niiden kestävyys, sillä ne heikkenevät nopeasti altistuessaan kosteudelle ja valolle.
Äskettäinen tutkimus on mahdollistanut tämän esteen voittamisen integroimalla nanohiukkasia kennojen rakenteeseen, parantaen siten niiden vakautta ja käyttöikää. Tämä innovaatio voisi tehdä aurinkoenergiasta helpommin saatavilla olevaa ja edullisempaa, edistäen siirtymistä uusiutuviin energialähteisiin.
Miten nanohiukkaset parantavat perovskiittikennoja?
Nanohiukkasten integroiminen perovskiittikennoihin edustaa merkittävää teknologista edistystä. Nämä nanohiukkaset, erityisesti alumiinioksidin hiukkaset, toimivat esteenä kosteudelle, estäen kennojen nopean heikkenemisen.Lisäksi nanohiukkaset parantavat sähköistä johtavuutta, mahdollistaen tehokkaamman valon muuntamisen sähköksi. Tämä johtaa parantuneeseen suorituskykyyn ja pidempään käyttöikään aurinkokennoille.
Tämä lähestymistapa on mahdollistanut tutkijoiden testata kennoja äärimmäisissä olosuhteissa, osoittaen niiden kestävyyden ja tehokkuuden pitkällä aikavälillä. Nämä parannukset avaavat tietä laajemmalle perovskiittikennojen käyttöönotolle aurinkoenergian alalla.