ציפוי חדש מגביר את היעילות והעמידות של תאי פרובסקיט סולאריים

This post is also available in: English (אנגלית)

פריצת דרך בטכנולוגיה סולארית נעשתה על ידי חוקרים באוניברסיטת נורת'ווסטרן, אשר פיתחו ציפוי מגן חדש המשפר באופן משמעותי את יעילות המרת האנרגיה ואת תוחלת החיים של תאי פרובסקיט סולאריים. חדשנות זו, המבוססת על אמידיניום, מסמנת זינוק משמעותי בעמידות וביצועים של תאים סולאריים.

תאי פרובסקיט סולאריים, הידועים ביעילותם הגבוהה ובעלויות הייצור הנמוכות שלהם, מתקשים עם אתגר שמירת היציבות, במיוחד בתנאים קשים. בעוד שמחקרים רבים התמקדו בשיפור החומר הפרובסקיט עצמו, מחקר חדש זה מעביר את המיקוד לשכבת המגן, שם נמצאים השיפורים העיקריים. הציפוי המבוסס על אמידיניום נמצא עמיד פי עשרה בהשוואה לציפויים מסורתיים מבוססי אמוניום.

החוקרים, בהובלת בין צ'ן ומרקורי קנצידיס מנורת'ווסטרן, מצאו כי ציפוי חדש זה הגדיל באופן משמעותי את אורך החיי ה- T90של התא – התקופה שנדרשת לתא סולרי פרובסקיטי לאבד 90% מהיעילות הראשונית שלו בתנאים קיצוניים. בבדיקות, התאים החדשים המצופים בגואנדיניום שילשו את אורך חיי ה-T90 שלהם ואפשרו להם לשמור על 90% מהיעילות הראשונית שלהם לאחר 1,100 שעות של חשיפה לחום ואור.

החידוש של הצוות כולל תהליך הנקרא אמידינציה (amidination), שבו קבוצת אמוניום פחות יציבה המשמשת בדרך כלל בשכבות פסיבציה מוחלפת בקבוצת אמידיניום יציבה יותר. שינוי זה מונע מהתאים להתפרק כאשר הם נחשפים לטמפרטורות גבוהות – בעיה מרכזית עבור תאים סולאריים בתנאים של העולם האמיתי.

"באמצעות חיזוק כימי של שכבות ההגנה, קידמנו באופן משמעותי את העמידות של תאים אלה מבלי להתפשר על היעילות יוצאת הדופן שלהם, מה שקידם אותנו לאלטרנטיבה מעשית וזולה לתאים פוטו-וולטאיים מבוססי סיליקון", אמר קנצידיס.

התאים החדשים, אשר הפגינו יעילות מרשימה של 26.3%, הם מבטיחים ביותר עבור עתיד האנרגיה הסולארית. על ידי שיפור היציבות והביצועים של תאי פרובסקיט סולאריים, חדשנות זו יכולה לעזור להפוך את האנרגיה הסולארית לאמינה ונגישה יותר.