Ikerketa batek perovskitaz osatutako tandem eguzki- zelula berritzaile bat deskribatzen du, eguzkiaren energia aprobetxatzeko modu merkeagoa eta eraginkorragoa eskaintzeko potentziala duena energia elektrikoa sortzeko.
Energia iturri ez-berriztagarrietan dugun menpekotasunak, hala nola ikatza, petrolioa eta gasa, eragin negatibo izugarria izan du gizaterian eta ingurumenean. Erregai fosilen errekuntzak berotegi-efektua areagotzen du eta berotze globala eragiten du, habitatak suntsitzen ditu, airearen, uraren eta lurzoruaren kutsadura eragiten du eta osasun publikoan eragina du. Mundua energia garbia erabiliz hornitzen lagun dezakeen teknologia iraunkorra eraikitzeko premiazkoa da. Eguzki-energiaren teknologia metodo horietako bat da, eguzkiaren argia -energia iturri berriztagarri ugariena- aprobetxatzeko eta energia elektriko edo potentzia bihurtzeko gaitasuna duena. Eguzki- energiaren abantaila-faktoreek, gizakiei eta ingurumenari mesede egiteko, funtsezko zeregina izan dute eguzki -energiaren erabilera sustatzeko.
Silizioa da merkatuan dauden eguzki-paneletako eguzki -zelulak egiteko erabili ohi den materiala . Eguzki- zelulen prozesu fotovoltaikoak eguzki-argia elektrizitate bihur dezake erregai gehigarririk erabili gabe. Siliziozko eguzki- panelen diseinua eta eraginkortasuna nabarmen hobetu dira hamarkadetan zehar, fabrikazioan eta teknologian izandako aurrerapenei esker. Eguzki- zelula baten eraginkortasun fotovoltaikoa eguzki-argiaren moduan dagoen eta elektrizitate bihur daitekeen energiaren zati gisa definitzen da. Errendimendu fotovoltaikoa eta kostu orokorra dira gaur egungo eguzki- panelen bi faktore mugatzaile nagusiak.
Siliziozko eguzki- zelulez gain , tandem eguzki- zelula ere badaude, non Eguzkiaren espektroaren atal bakoitzerako optimizatutako zelula espezifikoak erabiltzen diren, eta horrek eraginkortasun orokorra handitzen du. Perovskita izeneko materiala silizioa baino hobea dela uste da eguzki-argitik energia handiko fotoi urdinak xurgatzeko, hau da, Eguzkiaren espektroaren beste zati bat. Perovskitak material polikristalinoak dira (orokorrean metilamonio berun trihaluroa (CH3NH3PbX3, non X iodoa, bromoa edo kloro atomoa den). Perovskitak erraz prozesatzen dira eguzki-argia xurgatzen duten geruzetan. Aurreko ikerketek silizioa eta perovskitak konbinatu dituzte eguzki-zeluletan, hau da, gainean siliziozko zelulak dituzte, eta horiek perovskita zelulekin batera fotoi horiak, gorriak eta infragorri hurbilak xurga ditzakete, eta horrela ia bikoiztu egiten da energia-ekoizpena.
Maiatzaren 3an Science aldizkarian argitaratutako ikerketa berri batean, ikertzaileek lehen aldiz perovskitazko tandem eguzki-zelula guztiak garatu dituzte, % 25erainoko eraginkortasuna ematen dutenak. Material horri berun-eztainu nahasketako banda-tarte baxuko perovskita filma deitzen zaio ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; FA formamidinioarentzat eta MA metilamonioarentzat). Eztainuak desabantaila du: aireko oxigenoarekin erreakzionatzean akatsak sortzen ditu sare kristalinoan, eta horrek eguzki - zelularen karga elektrikoaren mugimendua eten dezake, eta, horrela, zelularen eraginkortasuna mugatu. Ikertzaileek perovskitako eztainuak oxigenoarekin erreakzionatzea eragozteko modu bat aurkitu dute. Guanidinio tiozianato izeneko konposatu kimiko bat erabili zuten berun-eztainu nahasketako banda-tarte baxuko perovskita filmen egitura- eta propietate optoelektronikoak nabarmen hobetzeko. Guanidinio tiozianato konposatuak eguzki- xurgatzaile filmeko perovskita kristalitoak estaltzen ditu, oxigenoa barrura sartzea eta eztainuarekin erreakzionatzea eragotziz. Horrek berehala hobetzen du eguzki-zelularen eraginkortasuna % 18tik % 20ra. Gainera, material berri hau ohiko xurgapen handiko perovskita geruza konbinatu zenean, eraginkortasuna % 25era igo zen.
Oraingo ikerketak lehen aldiz deskribatzen du tandem eguzki-zelulen diseinua perovskita-film mehe guztiak erabiliz eta teknologia honek eguzki-zeluletan silizioa ordezkatu dezake egunen batean. Material berria kalitate handikoa da, merkea da eta bere fabrikazioa sinpleagoa da, eta kostua baxua da silizio eta silizio-perovskita tandem zelulekin alderatuta. Perovskiteak gizakiak egindako materiala dira silizioarekin alderatuta eta perovskiteetan oinarritutako eguzki panelak malguak, arinak eta erdi gardenak dira. Gaur egungo materialak silizio-perovskita teknologiaren eraginkortasuna gainditzeko denbora pixka bat beharko duen arren. Hala ere, perovskitan oinarritutako film polikristalinoek eguzki-zelulen tandem diseinatzeko ahalmena dute, eta ehuneko 30erainoko eraginkortasuna eman dezaketen beste faktore batzuk oztoporik gabe mantenduz. Azterketa gehiago behar dira materiala sendoa, egonkorragoa eta birziklagarria izan dadin, ingurumenaren gaineko eragina murrizteko. Eguzki energiaren sektorea hazten ari denetako bat da eta azken helburua energia garbirako alternatiba itxaropentsu bat aurkitzea da.
***
{Jatorrizko ikerketa-lana irakur dezakezu behean aipatzen den DOI estekan aipaturiko iturrien zerrendan}
Iturria (k)
Tong J. et al. 2019 Sn-Pb perovskitetan >1 μs-ko eramaileen bizi-iraupenek perovskitaz osatutako tandem eguzki-zelula eraginkorrak ahalbidetzen dituzte. Science, 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911
