Estudo descreve um novo conjunto totalmente perovskita solar célula que tem o potencial de fornecer uma maneira barata e mais eficiente de aproveitar a energia do Sol para gerar energia elétrica
Nossa dependência de fontes não renováveis de energia os chamados combustíveis fósseis, como carvão, petróleo e gás, tiveram um tremendo impacto negativo sobre a humanidade e o meio ambiente. A queima de combustíveis fósseis aumenta o efeito estufa e causa o aquecimento global, destrói habitats, causa poluição do ar, da água e da terra e afeta a saúde pública. Há uma necessidade urgente de construir tecnologia sustentável que possa ajudar a poder o mundo usando energia limpa. Energia solar a tecnologia é um desses métodos que tem a capacidade de aproveitar a luz do Sol – a fonte renovável de energia mais abundante – e convertê-la em energia elétrica ou potência. Os fatores vantajosos solar energia em termos de benefícios aos seres humanos e ao meio ambiente têm desempenhado um papel fundamental na promoção do uso de solar energia.
O silício é o material comumente usado para fazer solar células em painéis solares que estão disponíveis no mercado hoje. O processo fotovoltaico de solar as células podem transformar a luz solar em eletricidade sem uso adicional de qualquer combustível. Design e eficiência do silício solar Os painéis melhoraram significativamente ao longo das décadas devido aos avanços na fabricação e na tecnologia. A eficiência fotovoltaica de um solar célula é definida como a porção da energia que está na forma de luz solar e que pode ser convertida em eletricidade. A eficiência fotovoltaica e os custos globais são os dois principais factores limitantes na solar painéis hoje.
Além do silício solar células, tandem solar também estão disponíveis células nas quais são usadas células específicas que são otimizadas para cada seção do espectro do Sol, levando assim a um aumento na eficiência geral. Um material chamado perovskita é considerado melhor que o silício na absorção de fótons azuis de alta energia da luz solar, ou seja, outra parte do espectro do Sol. As perovskitas são materiais policristalinos (geralmente trihaleto de metilamônio e chumbo (CH3NH3PbX3, onde X é um átomo de iodo, bromo ou cloro). As perovskitas são fáceis de processar em camadas que absorvem a luz solar. Estudos anteriores combinaram silício e perovskitas em células solares, ou seja, tendo células de silício no topo que pode absorver fótons amarelos, vermelhos e infravermelhos próximos junto com células de perovskita, quase dobrando a produção de energia.
Em um novo estudo publicado em Ciência em 3 de maio, pesquisadores desenvolveram pela primeira vez células solares em tandem de todas as perovskitas que proporcionam eficiência de até 25 por cento. Este material é chamado de filme de perovskita de banda baixa mista de chumbo-estanho ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; FA para formamidínio e MA para metilamônio). O estanho tem a desvantagem de reagir com o oxigênio do ar, criando defeitos na estrutura cristalina que podem interromper o movimento da carga elétrica no solar célula, limitando assim a eficiência da célula. Os pesquisadores descobriram uma maneira de evitar que o estanho da perovskita reaja com o oxigênio. Eles usaram um composto químico chamado tiocianato de guanidínio para melhorar significativamente as propriedades estruturais e optoeletrônicas de filmes de perovskita de banda baixa mista de chumbo-estanho. O composto tiocianato de guanidínio reveste cristalitos de perovskita no solar filme absorvente evitando assim que o oxigênio entre para reagir com o estanho. Isso aumenta imediatamente a eficiência da célula solar de 18 para 20 por cento. Além disso, quando este novo material foi combinado com a camada superior de perovskita de alta absorção convencionalmente usada, a eficiência aumentou ainda mais para 25%.
O estudo atual descreve pela primeira vez o projeto de células solares em tandem usando todos os filmes finos de perovskita e esta tecnologia pode um dia substituir o silício em células solares. O novo material é de alta qualidade, é barato e sua fabricação é mais simples, enquanto o custo é baixo em comparação com as células tandem de silício e perovskita de silício. As perovskitas são materiais feitos pelo homem em comparação com o silício e os painéis solares à base de perovskitas são flexíveis, leves e semitransparentes. Embora o material atual leve algum tempo para superar a eficiência da tecnologia de perovskita de silício. No entanto, os filmes policristalinos baseados em perovskita têm o potencial para projetar células solares em tandem que podem fornecer eficiência de até 30 por cento, mantendo outros fatores desimpedidos. Mais estudos são necessários para tornar o material robusto, mais estável e também reciclável para reduzir o impacto no meio ambiente. O setor de energia solar é um dos que mais cresce e o objetivo final é descobrir uma alternativa promissora para a energia limpa.
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{Você pode ler o artigo de pesquisa original clicando no link DOI fornecido abaixo na lista de fontes citadas}
Fontes)
Tong J. et al. 2019 Vidas de portadora de> 1 μs em perovskitas Sn-Pb permitem células solares tandem totalmente perovskitas eficientes. Science, 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911
