Az űrben nem probléma a perovszkit cellák stabilitása

Egy kínai kutatócsoport nagy kiterjedésű perovszkit napelemek cellákat vizsgált úgy, hogy 35 km magasan, földközeli pályán helyezte el ezeket, és kiderült, hogy az oxigén és a nedvesség csaknem teljes hiánya kedvező stabilitásuk szempontjából.

Share Button

A nagy magasságban, a csaknem az űrben elhelyezett balon sematikus ábrája, a perovszkit napelem cellákat a vezérlő platformhoz rögzítették.

Kép: ©Science China Press

 

A Pekingi Egyetem tudósai olyan kísérletet végeztek, amely szerintük igazolta, hogy a nagy kiterjedésű perovszkit napelem cellák 35 kilométerrel magasabban stabilabbak, mint a talajon elhelyezve.

A kutatók úgy vizsgálták az eszközök stabilitását, hogy 25 kilométeres magasságba juttatták fel ezeket, Kína Belső-Mongólia Autonóm Területe fölé, nagy magasság elérésére alkalmas ballonok segítségével.

Az 1 cm² aktív területű cellákat olyan közepesen porózus TiO2 szerkezettel fejlesztették ki, amely vegyesen tartalmazott FA0.9Cs0.1PbI3 és FA0.81MA0.10Cs0.04PbI2.55Br0.40 jelölésű perovszkit kationokat. „Továbbá különböző típusú, perovszkitból készült fényérzékeny elnyelő anyagokat is vizsgáltunk UV szűrők nélkül” – közölték a tudósok.

A kutatók azt mondták, hogy a cellák stabilitása nem romlott, mivel a technológia szempontjából stressz hatást előidéző két tényező – az oxigén és a nedvesség – az űrben csak nyomokban van jelen. Kifejtették, hogy 35 km magasságban a légkörben csak nyomokban fordul elő oxigén és nedvesség, ez AM0 napsugárzás spektrumot és 136,7 mW/cm² fényintenzitást eredményezett. „A légkörnek ebben a részében többféle nagy energiájú részecske és sugárzás van jelen – például neutronok, elektronok és gamma sugarak – amelyek a galaktikus kozmikus sugárzásokból és a napkitörésekből származnak” – tették hozzá.

Egy lépéssel közelebb a sorozatgyártáshoz?

A kutatók állítása szerint a vizsgálat alá vont perovszkit cellák a vizsgálat során megőrizték eredeti energiaátalakítás hatékonyságuk 95,19%-át, AM0 megvilágítás mellett.

A tudósok úgy vélik, hogy a kísérlet nem csupán utat nyit a perovszkit cellák űrben történő alkalmazása előtt, de fényt derít arra is, hogyan érhető el az ilyen típusú „hagyományos” napelem cellák esetében a magasabb fokú stabilitás.

A stabilitás a legfontosabb probléma, amely a perovszkit alapú napenergia termékek sorozatgyártását akadályozza, ahogyan ezt más kutatási projektek már megállapították, például az Oxford, Cambridge, Surrey és Peking városok egyetemein, Dél-Korea Ulsan Tudományos és Technológiai Intézetben és a Koreai Energiakutató Intézetben, a svájci Szövetségi Technológiai Kutatóintézetben, a német Karlsruhe-i Technológiai Intézetbenaz Egyesült Királyság Portsmouth-i Egyetemén és Litvánia Kaunas Műszaki Egyetemén.

Az ígéretes kutatási projektek számának növekedése és a műszaki fejlesztések ellenére a perovszkit napelem cellák stabilitása, tartóssága és költségei továbbra is megoldandó problémát jelentenek a sorozatgyártás műszaki megvalósítása előtt.

 

Forrás: pv-magazine