การจัดเลเยอร์ 2 มิติให้ถูกต้องได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องยาก Mohite กล่าว แต่ด้วยการควบคุมรูปแบบชั้นอย่างแม่นยำ เขาและเพื่อนร่วมงานจึงสร้างโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพ 12.5 เปอร์เซ็นต์ในขณะที่ยืนรับแสงและความชื้นได้นานกว่าแบบจำลอง 3 มิติที่คล้ายกัน ทีมงานรายงานในปี 2559 ในNature แม้ว่าจะถูกปกป้องด้วยชั้นกระจก แต่โซลาร์เซลล์ perovskite 3-D ก็สูญเสียประสิทธิภาพอย่างรวดเร็วภายในเวลาไม่กี่วัน ในขณะที่ 2-D perovskite เหี่ยวเฉาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น (หลังจากสามเดือนผ่านไป เวอร์ชัน 2 มิติยังคงใช้งานได้เกือบเหมือนเดิมในตอนแรก)
แม้จะมีโครงสร้างที่ดูซับซ้อนของ perovskites 2-D
แต่ก็ไม่ได้ซับซ้อนไปกว่าการสร้างคู่ 3 มิติของพวกเขา Mercouri Kanatzidis นักเคมีจาก Northwestern และผู้ทำงานร่วมกันในโครงการ 2-D perovskite กล่าว ด้วยส่วนผสมที่เหมาะสม เขากล่าวว่า “พวกมันก่อตัวขึ้นเอง”
เป้าหมายของเขาในตอนนี้คือการเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์ perovskite แบบ 2 มิติ ซึ่งยังไม่สามารถจับคู่กับเซลล์สามมิติของพวกมันได้ และเขากำลังทดสอบไอออนที่กันน้ำได้หลายแบบเพื่อให้เกิดความเสถียรในอุดมคติโดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพลง
นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ได้ผสม perovskites 2-D และ 3-D เพื่อสร้างเซลล์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานเป็นพิเศษ – อย่างน้อยก็ตามมาตรฐาน perovskite แผงโซลาร์เซลล์ที่ทำจากเซลล์เหล่านี้มีประสิทธิภาพเพียง 11 เปอร์เซ็นต์แต่สามารถให้แสงสว่างได้นานถึง 10,000 ชั่วโมงหรือมากกว่าหนึ่งปี ตามการวิจัยที่ตีพิมพ์ในเดือนมิถุนายนที่Nature Communications และที่สำคัญ ประสิทธิภาพนั้นยังคงอยู่บนพื้นที่ประมาณ 50 ตารางเซนติเมตร ซึ่งเทียบเท่ากับสภาพการใช้งานจริงมากกว่าเซลล์ขนาดเล็กที่ผลิตในห้องปฏิบัติการวิจัยส่วนใหญ่
สถานที่สำหรับ perovskites?
ด้วยการเพิ่มความเสถียรของเซลล์สุริยะ perovskite จึงเข้าใกล้ความเป็นจริงในเชิงพาณิชย์มากขึ้น และนักวิทยาศาสตร์กำลังประเมินว่าวัสดุที่จับแสงสามารถทำเครื่องหมายที่ใดได้
แฟน ๆ บางคนใช้ซิลิคอนแบบ perovskites แบบตัวต่อตัวโดยบอกว่ามือใหม่สามารถแทนที่วัสดุที่ผ่านการทดสอบตามเวลาในวันหนึ่ง Sarah Kurtz ผู้อำนวยการร่วมของ National Center for Photovoltaics แห่ง National Renewable Energy Lab กล่าว แต่การปฏิวัติโดยรวมอาจไม่ใช่เป้าหมายที่เป็นจริง
“ผู้คนต่างพูดกันมานานหลายทศวรรษแล้วว่าซิลิคอนไม่สามารถลดราคาเพื่อตอบสนองความต้องการของเราได้” เคิร์ตซ์กล่าว แต่เธอชี้ให้เห็นว่าราคาของพลังงานแสงอาทิตย์จากแผงที่ใช้ซิลิกอนลดลงต่ำกว่าที่คาดไว้มาก มีแผงโซลาร์เซลล์ซิลิคอนจำนวนมาก และโรงงานผลิตเชิงพาณิชย์จำนวนมากได้ตั้งขึ้นเพื่อจัดการกับซิลิคอนแล้ว นั่นเป็นอุปสรรคต่อเทคโนโลยีใหม่ไม่ว่าจะดีแค่ไหนก็ตาม ทางเลือกซิลิคอนอื่นๆ เผชิญกับข้อจำกัดเดียวกัน “ในอดีต ซิลิคอนมีความโดดเด่นอยู่เสมอ” เคิร์ตซ์กล่าว
เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite สามารถทำงานได้ดีแม้ในขณะที่บางมาก และสามารถพิมพ์ลงบนพลาสติกและวัสดุที่มีความยืดหยุ่นอื่นๆ ได้
ต. มิยาซากะ
สำหรับสไนธ นั่นไม่ใช่ปัญหา เขาได้ร่วมก่อตั้ง Oxford Photo-voltaics Limited ซึ่งเป็นหนึ่งในบริษัทแรกๆ ที่พยายามทำการค้าเซลล์แสงอาทิตย์แบบ perovskite ทีมงานของเขา กำลังพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ ที่มีชั้น perovskite เหนือเซลล์ซิลิคอนมาตรฐานเพื่อสร้างเซลล์สองชั้นที่มีประสิทธิภาพสูง ด้วยวิธีนี้ Snaith กล่าวว่าทีมงานสามารถใช้ประโยชน์จากเครื่องจักรจำนวนมหาศาลที่ตั้งค่าไว้แล้วเพื่อสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนเชิงพาณิชย์ได้
ชั้น perovskite ที่ด้านบนของซิลิกอนจะดูดซับโฟตอนที่มีพลังงานสูงกว่าและเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า โฟตอนพลังงานต่ำที่ไม่สามารถกระตุ้นอิเล็กตรอนของ perovskite จะผ่านไปยังชั้นซิลิกอนซึ่งยังคงสามารถสร้างกระแสได้ การรวมวัสดุหลายชนิดในลักษณะนี้เป็นไปได้ที่จะจับโฟตอนมากขึ้นทำให้เซลล์มีประสิทธิภาพมากขึ้น
แนวคิดนั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ Snaith ชี้ให้เห็น: เป็นเวลาหลายปีแล้วที่นักวิทยาศาสตร์ได้จัดวางวัสดุเซลล์สุริยะต่างๆ ในลักษณะนี้ แต่โดยปกติแล้ว เซลล์แบบสองชั้นเหล่านี้มีราคาแพงและซับซ้อนในการผลิต โดยจำกัดการใช้งาน ความง่ายในการผลิตของ Perovskites สามารถเปลี่ยนเกมได้ ทีมของ Snaith กำลังเห็นการปรับปรุงบางอย่างทำให้ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนลดลงจาก 10 เป็น 23.6% โดยการเพิ่มชั้น perovskite เป็นต้น ทีมงานรายงานผลทางออนไลน์ในเดือนกุมภาพันธ์ที่Nature Energy
แทนที่จะแข่งขันกับแผงโซลาร์เซลล์ซิลิคอนสำหรับพื้นที่บนหลังคาที่มีแดดจ้าและในทุ่งโล่ง Perovskites ยังสามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์ไปยังสถานที่ใหม่ทั้งหมดได้
“ฉันไม่คิดว่ามันฉลาดสำหรับ perovskites ที่จะแข่งขันกับซิลิคอน” มิยาซากะกล่าว Perovskites เก่งในด้านอื่น ๆ “มีแอพพลิเคชั่นมากมายที่ไม่สามารถใช้ซิลิคอนได้”
credit : jimmiessweettreats.com kyronfive.com lacanadadealbendea.com lojamundometalbr.com loquelaverdadesconde.com
