Ważne informacje na temat perowskitów, bardzo obiecującego materiału do nowych urządzeń do pozyskiwania energii słonecznej, zostały odkryte przez zespół badawczy pod kierownictwem Luo, wykorzystując intensywne promieniowanie rentgenowskie z Advanced Photon Source (APS).
Na szeroką skalę rozwijane są farmy słoneczne, które odgrywają coraz większą rolę w walce ze zmianami klimatycznymi. Dlatego naukowcy poszukują nowych materiałów, które uczynią panele fotowoltaiczne jeszcze bardziej wydajnymi. Zwiększenie efektywności wymaga badania materiałów, które wykrywają i emitują światło, stanowiąc podstawę nauki z zakresu optoelektroniki. Jednym z tych nowych typów materiałów są perowskity.
W naukowym artykule opublikowanym w czasopiśmie “Joule”, badacze korzystający z Advanced Photon Source (APS), placówki badawczej Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych w Argonne National Laboratory, przedstawili metodę obserwacji ruchu jonów w różnych krystalicznych perowskitach pod wpływem ultrawioletowego (UV) promieniowania. Naukowcy interesują się badaniem stabilności materiałów pod wpływem promieniowania UV, ponieważ może ono znacznie osłabić efektywność ogniw słonecznych, zmniejszając ją o ponad 50% po długotrwałej ekspozycji.
Głównym punktem badań jest generowanie energii elektrycznej poprzez naświetlanie ogniw słonecznych, co powoduje przemieszczanie elektronów i umożliwia im krążenie i ruch wewnątrz. Jednak niestabilność perowskitów sprawia, że jod, na przykład, opuszcza układ w postaci gazu jodowego, tworząc miejsca dla migracji jonów i defektów, które uniemożliwiają sprawne działanie systemu. Naukowcy mają nadzieję, że poprawa stabilności perowskitów pozwoli na przedłużenie trwałości ogniw słonecznych do dwudziestu lub trzydziestu lat, co uczyni je bardziej użytecznymi w przemyśle.
“Perowskity mają ogromny potencjał do zastosowania w ogniwach słonecznych, a także w wyświetlaczach LED. W Argonne National Laboratory mamy nadzieję wykorzystać potężne wiązki rentgenowskie do rozwiązania tajemnic perowskitów i znalezienia sposobów na pokonanie ich problemów ze stabilnością” – powiedziała Yanqi (Grace) Luo, naukowiec z Argonne i główna autorka artykułu.
Perowskity mają ogromny potencjał do zastosowania w ogniwach słonecznych i są poważnym kandydatem na innowacyjne rozwiązania w dziedzinie energii słonecznej i odporności klimatycznej. Komercyjne ogniwa fotowoltaiczne zbudowane z krzemu są w stanie przekształcić 10-15% energii słonecznej w energię elektryczną. Perowskity, jednak od momentu pierwszych eksperymentów w 2009 roku, zwiększyły tę wartość nawet do 26%, przewyższając wiele innych typów ogniw słonecznych.
Aby zwiększyć konwersję energii słonecznej w perowskitach, naukowcy pracują nad poprawą stabilności materiału poprzez wprowadzanie innowacyjnych składników i zmian strukturalnych. Modyfikując proporcje halogenków i dodając różne jony o różnych rozmiarach lub ilościach, naukowcy potrafią wykorzystać pożądane właściwości perowskitów. Ze względu na niestabilność perowskitów, konieczne jest zastosowanie specjalnego projektu układów badawczych i ostrożność podczas eksperymentów.
FAQ:
1. Jaką rolę odgrywa platforma badawcza stworzona przez zespół pod kierownictwem Luo?
– Platforma umożliwia naukowcom śledzenie ruchu jonów w perowskitach, potencjalnych materiałach do nowych urządzeń do pozyskiwania energii słonecznej.
2. Dlaczego naukowcy poszukują nowych materiałów do produkcji paneli słonecznych?
– Naukowcy poszukują nowych materiałów, aby sprawić, że panele słoneczne będą jeszcze bardziej wydajne, ponieważ farmy słoneczne stanowią coraz ważniejszą broń w walce ze zmianami klimatycznymi.
3. Czym są perowskity?
– Perowskity to nowy typ materiału, który wykrywa i emituje światło, stanowiąc podstawę nauki z zakresu optoelektroniki.
4. Jakie badanie opublikowali naukowcy z Advanced Photon Source (APS)?
– Naukowcy opublikowali badanie w czasopiśmie “Joule”, przedstawiające metodę obserwacji ruchu jonów w różnych krystalicznych perowskitach pod wpływem ultrawioletowego (UV) promieniowania.
5. Dlaczego naukowcy interesują się badaniem stabilności perowskitów pod wpływem promieniowania UV?
– Promieniowanie UV może znacznie osłabić efektywność ogniw słonecznych, dlatego naukowcy badają stabilność perowskitów w celu poprawy ich efektywności.
6. Jakie są nadzieje naukowców dotyczące poprawy stabilności perowskitów?
– Naukowcy mają nadzieję, że poprawa stabilności perowskitów pozwoli na przedłużenie trwałości ogniw słonecznych do dwudziestu lub trzydziestu lat.
7. Jakie są potencjalne zastosowania perowskitów?
– Perowskity mają ogromny potencjał do zastosowania w ogniwach słonecznych i wyświetlaczach LED.
8. Jakie są korzyści wynikające z użycia perowskitów w porównaniu do innych typów ogniw słonecznych?
– Komercyjne ogniwa fotowoltaiczne zbudowane z perowskitów mają większą zdolność do przekształcania energii słonecznej w energię elektryczną w porównaniu do ogniw zbudowanych z krzemu.
9. W jaki sposób naukowcy pracują nad polepszeniem stabilności perowskitów?
– Naukowcy pracują nad poprawą stabilności perowskitów poprzez wprowadzanie innowacyjnych składników i dokonywanie zmian strukturalnych.
10. Dlaczego konieczne jest specjalne zaprojektowanie układów badawczych i ostrożność podczas badań nad perowskitami?
– Ze względu na niestabilność perowskitów, konieczne jest zastosowanie specjalnego projektu układów badawczych i ostrożność podczas eksperymentów.
Słownictwo:
1. Stabilność – zdolność do utrzymania się w niezmienionym stanie.
2. Efektywność – skuteczność, wydajność działania.
3. Perowskity – rodzaj materiału, który wykrywa i emituje światło.
4. Energia słoneczna – energia pochodząca od słońca.
5. Farmy słoneczne – instalacje zaprojektowane do generowania energii elektrycznej ze słońca.
Sugerowane powiązane linki:
– Argonne National Laboratory
– U.S. Department of Energy
The source of the article is from the blog motopaddock.nl