Kalcij Titanova sončna celica življenje podaljša na 30 let

Raziskovalci univerze Princeton so po najnovejši izdaji revije Science razvili prve komercialno preživete sončne celice kalcijevega titanita, kar pomeni pomemben mejnik za nastajajoče tehnologije obnovljive energije. Ekipa pričakuje, da bo njihova naprava delovala približno 30 let po več kot industrijskem standardu, kar je veliko nad 20-letnim življenjskim pragom za sončne celice.

Ne samo, da je naprava vzdržljiva, tudi izpolnjuje skupne standarde energetske učinkovitosti. To je prva te vrste, ki je konkurenčna uspešnosti celic, ki temeljijo na silikonu.

Perovskiti so polprevodniki s posebno kristalno strukturo, ki so idealni za uporabo v tehnologiji sončnih celic. Narejene so lahko pri sobni temperaturi in porabijo veliko manj energije kot silikon, zaradi česar so cenejše in bolj trajnostne za proizvodnjo.

Zgodnje perovskite sončne celice (PSC) so prišle med letoma 2009 in 2012 in trajale le nekaj minut. Rekord iz leta 2017 je bilo leto delovanja baterije pri neprekinjeni osvetlitvi pri sobni temperaturi, nova naprava pa je lahko pet let delovala v laboratorijskih pogojih. Zasnova snemanja poudarja obstojen potencial PVO, zlasti kot način potiska tehnologije sončnih celic preko meja silikona, so povedali raziskovalci.

Tokrat so raziskovalci plastirali različne materiale za optimizacijo absorpcije svetlobe in hkrati zaščitili najbolj ranljiva področja pred izpostavljenostjo. Med dvema ključnima sestavinama so razvili ultratino "dvodimenzionalno omejevalno plast": plast perovskita, ki absorbira in napolnjena plast iz bakrenih soli in drugih snovi. Cilj je preprečiti, da bi polprevodniki perovskite izgoreli v nekaj tednih ali mesecih.

Raziskovalci so načrte permutirali tudi več desetkrat, spreminjali drobne podrobnosti v geometriji in številu plasti preklopa ter eksperimentirali z več deset materialnimi kombinacijami. Eksperimentalni rezultati kažejo, da lahko nova naprava izvaja več kot 80% visoko učinkovitost v stanju povprečne temperature okoli 35 °C in neprekinjene razsvetljave vsaj 5 let.

Na dolgi rok je perovskite mogoče izdelati pri sobni temperaturi, pravijo raziskovalci, njihova izdelava pa se izogiba sežiganju velikih količin fosilnih goriv. Vendar razvoj novih tehnologij ne pomeni, da bodo psc-ji v veliki meri nadomestili siliconske naprave, ampak dopolnjevanje starejših tehnologij, zaradi česar bodo sončni kolektorji cenejši, učinkovitejši in trpežnejši, in razširitev sončne energije v sodobno življenje Več novih območij.