Grafen, Perovskitler ve Silikon – Verimli Güneş Hücreleri için İdeal Tandem
Roma Tor Vergata’daki araştırmacılar, İtalyan Teknoloji Enstitüsü, ENEA iş birliği ile grafen ve perovskit-silikon tandem güneş pilleri ile %26.3 oranına kadar başarılı bir şekilde birleştirdi.
Dahası, grafenin çok yönlülüğü sayesinde üretim maliyetlerini azaltmaya izin veren ve geniş alan güneş panellerinin üretimine yol açabilecek yeni bir üretim yöntemi tasarladılar.
Grafen bazlı tandem, güneş pilleri saf silikonun verimliliğini neredeyse iki katına çıkarıyor.
Fizik yasaları silikon güneş pillerinin maksimum verimliliğini% 32 ile sınırlar. Bu nedenle, bilim adamları yıllarca III-V ve perovskitler gibi diğer alternatifler bulmaya çalışarak geçirdiler. Ancak, ikincisi çeşitli üretim zorlukları ortaya çıkarır ve güneş panellerinin üretimini büyütmek başarıya giden önemli bir adımdır. ‘Tandem hücreler’ ile bilim adamları daha önce hem silikonun hem de perovskitlerin avantajlarını birleştirmişlerdi; ancak istikrar, verimlilik ve büyük ölçekli üretim hala çok geniş bir rüya gibi görünüyordu.
Joule‘de yayınlanan ve “Mekanik olarak istiflenmiş, iki uçlu grafen bazlı perovskit / silikon tandem güneş pili % 25,9 stabilize verimlilik” başlıklı bu yeni makale, grafen ve ilgili katmanlı malzemelerin . etkili geniş alan güneş panelleri için daha verimli ve maliyetle ticarileştirilmesini sağlayacak bir başka kanıt.
Graphene Flagship ortağı Roma Üniversitesi Tor Vergata’nın baş yazarı ve araştırmacısı Aldo di Carlo şöyle açıklıyor: “Grafen özellikli tandem güneş pilleri üretmeye yönelik yeni yaklaşımımız çifte avantaj sağlıyor. Birincisi, tüm farklı türleri geliştirmek için uygulanabilir. Yüksek sıcaklıklarda işlenenler de dahil olmak üzere şu anda mevcut olan perovskit güneş pilleri: Daha da önemlisi, grafiğimizi teknolojilerimizi endüstriyel olarak daha fazla dağıtmak ve geniş yüzeyli, grafen özellikli güneş panelleri sunmak için yaygın olan ‘çözüm üretim yöntemleri’ kullanarak birleştirebiliriz. ”
Graphene Flagship spin-off BeDimensional’ın kurucu ortağı Francesco Bonaccorso şöyle diyor: “Graphene Flagship bağlamında önerilen bu yenilikçi yaklaşım, sınırdan daha yüksek bir verimlilik sağlayan tandem güneş pillerinin geliştirilmesine yönelik ilk adım Katmanlı malzemeler bu hedefe ulaşmada çok önemli olacaktır. ”
Emmanuel Kymakis, Graphene Amiral Gemisi Enerji Üretimi Çalışma Paketi Lideri, “perovskite-Si tandem PV’leri kavramının tam olarak kullanılmasından önce ele alınması gereken bazı uyumluluk sorunları var. Bu öncü çalışma, GRM’lerin entegrasyonunun tandem yapıda talep morfolojisi ve ayarlanabilir; optoelektronik özellikler, yüksek verimli endüstriyel üretime yol açabilir. Grafen ve ilgili malzemeler, bu cihazların performansını, kararlılığını ve ölçeklenebilirliğini artırır. Yığılmış silikon-perovskit konfigürasyonu yeni Grafen Amiral Gemisinin temeli olarak hareket edecektir. Grafen esaslı perovskit-silikon tandem güneş pillerinin pilot hattı imalatının yapılacağı ve % 30 verimlilik bariyerini kırmaya ve Seviye Enerji Maliyetinde önemli bir azalmaya yol açacak olan öncü Proje GRAPES. ”
Grafen Amiral Gemisinin Bilim ve Teknoloji Sorumlusu ve Yönetim Paneli Başkanı Andrea C. Ferrari şunları ekliyor: “Grafen ve ilgili malzemelerin güneş enerjisi üretimine uygulanması, Grafen Amiral Gemisinin başlamasından bu yana stratejik bir öncelik olarak kabul edildi. Grafen bazlı güneş enerjisi çiftliği bu yıl kuruluyor.Bu yeni sonuçlar, önümüzdeki üç yıl için son teknolojiyi tanımlayan paneller üretme çabamızın temelini oluşturuyor. Bu aynı zamanda Grafen Amiral Gemisi’nin BM ile güçlü bir şekilde nasıl uyumlu olduğunu gösteriyor. Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri. ”
Kaynak: phys.org
