Azterketak perovskita osoko tandem eleberri bat deskribatzen du eguzki Eguzkiaren energia energia elektrikoa sortzeko modu merke eta eraginkorragoa eskaintzeko ahalmena duen zelula
Gure iturri ez-berriztagarriarekiko konfiantza energia izeneko erregai fosilak, hala nola, ikatza, petrolioa, gasa, izugarrizko eragin negatiboa izan du gizateriaren eta ingurumenean. Erregai fosilak erretzeak berotegi-efektua gehitzen du eta berotze globala eragiten du, habitatak suntsitzen ditu, airea, ura eta lurzorua kutsatzen du eta osasun publikoari eragiten dio. Premiazkoa da teknologia jasangarria eraikitzea, eta hori lagungarri izan daiteke potentzia mundua energia garbia erabiliz. Eguzki-energia teknologia da Eguzkiaren argia –energia-iturri berriztagarririk ugariena– aprobetxatzeko eta energia edo energia elektriko bihurtzeko gaitasuna duen metodo bat. -ren faktore onuragarriak eguzki energiak gizakiari eta ingurumenari mesede egiteko funtsezko zeregina izan du erabilera sustatzeko eguzki energia.
Silizioa da egiteko erabili ohi den materiala eguzki zelulak barne eguzki-panelak gaur egun merkatuan eskuragarri daudenak. -ren prozesu fotovoltaikoa eguzki zelulek eguzki-argia elektrizitate bihur dezakete inolako erregairik erabili gabe. Silizioaren diseinua eta eraginkortasuna eguzki panelak nabarmen hobetu dira hamarkadetan zehar, fabrikazioaren eta teknologiaren aurrerapenengatik. a-ren eraginkortasun fotovoltaikoa eguzki zelula eguzki-argiaren forman dagoen eta elektrizitate bihur daitekeen energiaren zati gisa definitzen da. Eraginkortasun fotovoltaikoa eta kostu orokorrak dira bi faktore mugatzaile nagusiak eguzki panelak gaur.
Silizioaz gain eguzki zelulak, tandem eguzki Eguzkiaren espektroaren atal bakoitzerako optimizatuta dauden zelula espezifikoak erabiltzen diren zelulak ere eskuragarri daude, eta horrela eraginkortasun orokorra areagotzen dute. Perovskita izeneko materiala silizioa baino hobea da eguzki-argiaren energia handiko fotoi urdinak xurgatzeko, hau da, Eguzkiaren espektroaren beste zati bat. Perovskitak material polikristalinoak dira (oro har, metilamonio berun trihaluroa (CH3NH3PbX3, non X iodo, bromo edo kloro atomoa den). Perovskitak eguzki-argia xurgatzen duten geruzetan erraz prozesatzen dira. Lehenago ikerketek silizioa eta perovskitak konbinatu dituzte eguzki-zeluletan, hau da, silizio-zelulak dituzte. goiko aldean fotoi horiak, gorriak eta infragorri hurbilak xurga ditzakete perovskita zelulekin batera, eta, beraz, potentzia-ekoizpena ia bikoiztuz.
urtean argitaratutako ikerketa berri batean Zientzia: maiatzaren 3an, ikertzaileek ehuneko 25 arteko eraginkortasuna ematen duten perovskita tandem eguzki-zelula guztiak garatu dituzte lehen aldiz. Material honi berun-eztainua deitzen zaio banda baxuko hutsune mistoaren perovskita filma ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; FA formamidiniorako eta MA metilamoniorako). Eztainuak aireko oxigenoarekin erreakzionatzen duen desabantaila du sare kristalinoan akatsak sortuz eta horrek karga elektrikoaren mugimendua eten dezaketenak. eguzki zelulak, beraz, zelulen eraginkortasuna mugatuz. Ikertzaileek perovskitan dagoen eztainua oxigenoarekin erreakzionatzeko modu bat aurkitu zuten. Guanidinio tiozianato izeneko konposatu kimiko bat erabili zuten perovskita-banda baxuko perovskita filmen egitura eta optoelektronikoak nabarmen hobetzeko. Guanidinio tiozianato konposatuak perovskita kristalitoak estaltzen ditu eguzki film xurgatzailea, horrela, oxigenoa barrura sartzea latorriarekin erreakzionatzea eragozten du. Horrek berehala eguzki-zelularen eraginkortasuna ehuneko 18tik 20ra hobetzen du. Gainera, material berri hau ohiko xurgapen handiko perovskita geruzarekin konbinatzen zenean, eraginkortasuna ehuneko 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 eramaileek perovskita osoko eguzki-zelulen tandem eraginkorrak ahalbidetzen dituzte. Zientzia, 364 (6439). https://doi.org/10.1126/science.aav7911
