Quantum Dots va fi cheia pentru crearea panourilor solare ale viitorului

Am discutat deja ocazional că celulele solare perovskite sunt a alternativă ieftină pentru fabricarea panourilor solare și că ar putea fi un bun înlocuitor pentru siliciu pentru a le fabrica. Acum, cercetătorii au îmbunătățit stabilitatea și eficiența celulelor solare perovskite folosind un strat de puncte cuantice.

Celulele solare perovskite au parcurs un drum lung într-un timp scurt, dar mai este loc de îmbunătățire. Cea mai recentă inovație pe care inginerii au adăugat-o pentru a profita la maximum de acest mineral, pentru a face celule solare cu el, este un strat de puncte cuantice. Aceasta are ca rezultat a celulă solară mult mai stabilă, cu o eficiență aproape record . Spania este o țară în care ne putem bucura de multe ore de lumină solară pe an, ceea ce o face un loc ideal pentru a profita la maximum de energia solară prin instalarea de panouri solare care profită de energia solară, și astfel să se realizeze un autoconsum. care generează un impact redus asupra mediului, pe lângă faptul că ne permite să economisim pe termen scurt și lung prin reducerea sumei pe care o plătim la factura de energie electrică.

Punctele cuantice vor fi cheia pentru crearea panourilor solare

celule solare perovskite

Perovskitul face celulele solare mai eficiente și face ca panourile solare să fie mai eficiente din mai multe motive. Filmul său subțire este capabil să absoarbă întregul spectru de lumină vizibilă , precum și ieftin de fabricat, ușor și flexibil. Există multe perovskite diferite care rezultă din diferite combinații de elemente, dar una dintre cele mai promițătoare este formamidinium (FA) Cristal FAPbI3.

Dar nu totul avea să fie avantaje. Celulele solare perovskite au probleme de stabilitate și se pot degrada în condiții atmosferice nefavorabile. În studiile anterioare pe care le vom explica mai jos, oamenii de știință au încercat să-i îmbunătățească stabilitatea adăugând pigmenți vechi, aditivi 2D, compuși de chili și molecule voluminoase.

Punctele cuantice cheia pentru o mai mare eficiență

Într-un nou studiu, cercetătorii de la EPFL și Institutul de Cercetare Energetică din Coreea au testat adăugarea unui nou ingredient: Quantum Dots. Un fel de cristale sau particule semiconductoare la scară nanometrică utilizate pentru proprietățile lor optice . În funcție de mărimea lor, emit lumină de o culoare diferită. Punctele cuantice sunt deja folosite în televizoare și acum sunt testate și în celulele solare.

În studiul lor actual, publicat în revista Science , echipa a folosit puncte cuantice realizate dintr-un tip de oxid de staniu pentru a servi drept strat de transport de electroni al dispozitivului. Acest strat transportă electronii produși de perovskit către electrod, astfel încât energia poate fi folosită.

Materialul obișnuit folosit pentru realizarea acestui strat este dioxidul de titan, în comparație, Quantum Dots îmbunătățește capacitatea dispozitivului de a capta lumina , pe langa reducerea unui efect care apare uneori intre cele doua straturi si care face ca eficienta panoului solar sa fie redusa.

În urma studiului, echipa a descoperit că celulele solare perovskite sunt acoperite cu puncte cuantice a atins eficiențe de până la 25.7% , cu doar 0.1 timid față de recordul actual stabilit pentru o celulă de 0.08 cm. Eficiența obținută pentru celulele solare mai mari a fost de asemenea bună, realizând o eficiență de 23.3% pentru o celulă de 1 cm sau 20.6% pentru o celulă de 64 cm. În orice caz, cercetătorii vor trebui să lucreze în continuare pentru a rezolva problemele de stabilitate pe care le are perovskitul.