Պերովսկիտային բջիջներ. նոր լուծում արևային մարտկոցների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար

28 October, 2023 15:20

Innovanews.ru-ն գրում է, որ պերովսկիտային արևային բջիջները, որոնք համարվում են ներկայումս գերիշխող սիլիկոնային բջիջների իրավահաջորդներ, շնորհիվ իրենց պարզ և խնայող արտադրական գործընթացի և զուգորդված գերազանց կատարողականության հետ, դարձել են խորը հետազոտության առարկա:

Ֆրաունհոֆերի Արևային էներգիայի ինստիտուտի և Վարշավայի համալսարանի ֆիզիկայի ֆակուլտետի գիտնականների թիմը Advanced Materials and Interfaces ամսագրում ներկայացրել է պերովսկիտային ֆոտոգալվանային բջիջները զգալիորեն բարելավված օպտոէլեկտրոնային հատկություններով: Նոր սերնդի բջիջներում օպտիկական կորուստների կրճատումը, ինչպես ցույց է տրված հոդվածում, դրանց ավելի լայն օգտագործման հիմնական խնդիրներից մեկն է:

Ֆոտովոլտաիկան զգալի զարգացում է ապրել վերջին 20 տարիների ընթացքում, ընդ որում, ինչպես արևային վահանակների արդյունավետությունը, այնպես էլ տեղադրված հզորությունը 2000 թվականից ի վեր աշխարհում աճել են 1000 անգամ: Ֆոտովոլտային վահանակների արտադրության համար ամենատարածված նյութը սիլիցիումն է, սակայն ներկայումս այդ տարրի վրա հիմնված բջիջները մոտենում են իրենց ֆիզիկական արդյունավետության սահմանին: Ուստի գիտնականները ակտիվորեն փնտրում են նորարարական լուծումներ, որոնք ուղղված են բջիջների արդյունավետության բարձրացմանը և միևնույն ժամանակ ծախսերի նվազեցմանը և արտադրության էկոլոգացմանը:

Պերովսկիտի բջիջները համապատասխանում են այդ առաջին երկու չափանիշներին, ապահովում են 26 %-ից ավելի արդյունավետություն, հեշտ և ծախսարդյունավետ են արտադրությունում: Ներկայումս աշխարհի բազմաթիվ գիտահետազոտական ինստիտուտներ աշխատում են բարելավելու դրանց արդյունավետությունը և դիմադրությունը եղանակային պայմաններին: Ծառացած մարտահրավերներից մեկը պերովսկիտ բջիջների ինտեգրումն է սիլիցիումի հետ միաժամանակ նվազեցնելով արտացոլման կորուստները և պարազիտային կլանումը: Այդ կորուստները նվազագույնի հասցնելու համար սիլիցիումի բջիջները սովորաբար փորագրվում են կոշտ քիմիական նյութերի միջոցով, ինչը հանգեցնում է մակերեսի վրա միկրոսկոպիկ բրգերի առաջացման, որն արդյունավետորեն նվազեցնում է ամբողջ սարքի արտացոլումը և թույլ է տալիս մեծացնել սարքի կողմից առաջացած հոսանքը: Ցավոք, պերովսկիտները զգայուն են բազմաթիվ քիմիական նյութերի նկատմամբ, ուստի մինչ այժմ օգտագործվել են ավելի քիչ արդյունավետ հարթ հակաարտացոլող ծածկույթներ, որոնք ստեղծվում են ավելի քիչ ինվազիվ նստվածքի միջոցով:

Advanced Materials and Interfaces ամսագրում հրապարակված ուսումնասիրության մեջ գիտնականներն օգտագործել են նանոպրինտինգը պերովսկիտային արևային մարտկոցի վրա մեղրախորիսխի համաչափությամբ արդյունավետ հակառեֆլեկտիվ կառուցվածք ստեղծելու համար: Այդ մեթոդը թույլ է տալիս 100 սմ²-ից ավելի մեծ մակերեսների վրա ստեղծել նանոմետրային կառուցվածքներ:

Այս մոտեցումը ապահովում է արտադրության գործընթացի լայնածավալությունը մեծ մակերես ունեցող սարքերի համար, ինչը չափազանց կարևոր է էներգիայի ոլորտը դեպի վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներ փոխակերպելու հրատապ անհրաժեշտության համատեքստում, գրել է Վարշավայի համալսարանի Ֆիզիկայի ֆակուլտետի գիտաշխատող Մաչեյ Կրայևսկին, նման փոփոխված նմուշները ցույց են տալիս ավելի բարձր արդյունավետություն՝ համեմատած այն բջիջների հետ, որոնք նախկինում օգտագործում էին հարթ հակաարտացոլման շերտեր:

Բացի արդյունավետության բարձրացումից, հրապարակված աշխատանքի ևս մեկ կարևոր արդյունքն այն է, որ այս շերտի նստեցման ընթացակարգը չի վնասում պերովսկիտին, ինչը հնարավորություն է տալիս օգտագործել այլ կառուցվածքներ հարմարեցնել բջիջների ճարտարապետության մեջ: Մինչ այժմ նման հակաարտացոլային կառույցներն օգտագործվում էին առանձին պատրաստված շերտերի տեսքով, որոնք փոխանցվում էին մեկ այլ տեխնոլոգիական գործընթացով՝ անխուսափելիորեն փոքրածավալ և հղի ակտիվ շերտի վնասմամբ։ Նանոպրինտինգի մեթոդի կիրառումը թույլ է տալիս ամբողջ սարքը արտադրել լայնածավալ և օգտագործելով մեկ տեխնոլոգիական գործընթաց, ինչը չափազանց կարևոր է սարքի ընդհանուր արժեքը նվազեցնելու համար:

Բացի այդ, օգտագործված մեթոդը համատեղելի է տանդեմի կոնֆիգուրացիայի հետ, այսինքն սիլիցիումի և պերովսկիտի բջիջների համադրությունը, որը բացում է բոլորովին նոր հնարավորություններ դրա կիրառման համար։ Հետևաբար, կա ներուժ այդ տեխնիկան ուղղակիորեն փոխանցելու նոր ֆոտոգալվանային ճարտարապետություններին, ինչը կարող է հանգեցնել հետագա արդյունավետության բարձրացման: Հրապարակված արդյունքները ճանապարհ են հարթում ակնառու օպտոէլեկտրոնային հատկություններով նոր ֆոտոգալվանային սարքերի ստեղծման համար օգտագործելով նանոարտադրողական տեխնիկան դրանց արտադրության մեջ:

Հայաստանում արևային պանելներ արտադրող առաջին և միակ ընկերությունը Սոլարոնն է։ Տեղադրե՛ք SolarOn արևային կայան և զրոյացրեք էլեկտրաէներգիայի ծախսը:

Գրե՛ք կամ զանգահարեք և ստացեք անվճար հաշվարկ Ձեզ անհրաժեշտ արևային կայանի հզորությանն ու արժեքի վերաբերյալ։