Durata de viață a celulei solare de calciu titan prelungită la 30 de ani

Cercetătorii de la Universitatea Princeton au dezvoltat primele celule solare de titanit de calciu viabile din punct de vedere comercial, marcând o piatră de hotar importantă pentru o tehnologie de energie regenerabilă în curs de dezvoltare, potrivit celui mai recent număr al revistei Science. Echipa se așteaptă ca dispozitivul lor să funcționeze timp de aproximativ 30 de ani la mai mult decât standardul din industrie, cu mult peste pragul de viață de 20-an pentru celulele solare.

Dispozitivul nu numai că este durabil, dar îndeplinește și standardele comune de eficiență energetică. Este primul de acest gen care rivalizează cu performanța celulelor pe bază de siliciu.

Perovskiții sunt semiconductori cu o structură cristalină specială, ideale pentru utilizarea în tehnologia celulelor solare. Ele pot fi făcute la temperatura camerei și folosesc mult mai puțină energie decât siliciul, făcându-le mai ieftine și mai durabile de produs.

Primele celule solare perovskite (PSC) au apărut între 2009 și 2012 și au durat doar câteva minute. Recordul din 2017 a fost un an de funcționare a bateriei cu iluminare continuă la temperatura camerei, în timp ce noul dispozitiv a putut funcționa în condiții asemănătoare unui laborator timp de cinci ani. Designul de stabilire a recordurilor evidențiază potențialul durabil al PSC-urilor, în special ca o modalitate de a împinge tehnologia celulelor solare dincolo de limitele siliciului, au spus cercetătorii.

De această dată, cercetătorii au stratificat diferite materiale pentru a optimiza absorbția luminii, protejând în același timp zonele cele mai vulnerabile de expunere. Ei au dezvoltat un „strat de acoperire bidimensional” ultrasubțire între două ingrediente cheie: un strat absorbant de perovskit și un strat încărcat format din săruri de cupru și alte substanțe. Scopul este de a preveni arderea semiconductorilor de perovskit în câteva săptămâni sau luni.

Cercetătorii au permutat, de asemenea, desenele de zeci de ori, modificând mici detalii din geometrie și numărul de straturi de suprapunere și experimentând cu zeci de combinații de materiale. Rezultatele experimentale arată că noul dispozitiv poate exercita o eficiență maximă de peste 80% în condițiile unei temperaturi medii de aproximativ 35 de grade și a unei iluminari continue timp de cel puțin 5 ani.

Pe termen lung, perovskiții pot fi fabricați la temperatura camerei, spun cercetătorii, iar fabricarea lor evită arderea unor cantități mari de combustibili fosili. Dar dezvoltarea noilor tehnologii nu înseamnă că PSC-urile vor înlocui în mare măsură dispozitivele din siliciu, ci vor completa mai degrabă tehnologiile mai vechi, făcând panourile solare mai ieftine, mai eficiente și mai durabile și extinzând energia solară în viața modernă Mai multe zone noi.