لقد تم تحقيق تقدم جديد في مجال البحوث المتعلقة بالمستويات العالية من

تم تحقيق تقدم جديد في أبحاث الخلايا الشمسية البيروفسكايتية عالية الأداء

في الخامس عشر من الشهر الجاري، علم المراسل من جامعة كونمينغ للعلوم والتكنولوجيا أن فريق البروفيسور تشين جيانغ تشاو والبروفيسور هي دونغماي من كلية علوم وهندسة المواد بالجامعة قد حققوا تقدمًا مهمًا في مجال خلايا البيروفسكايت الشمسية عالية الأداء. تم نشر النتائج ذات الصلة مؤخرًا في مجلة المواد العالمية "المواد المتقدمة" تحت عنوان "استراتيجية قمع الهجرة الأيونية العالمية لتحقيق خلايا بيروفسكايت الشمسية عالية الأداء".

خلايا البيروفسكايت الشمسية المصنوعة من هاليد المعدن هي خلايا شمسية تستخدم أشباه موصلات هاليد المعدن العضوية من نوع البيروفسكايت كمواد ماصة للضوء. بفضل كفاءتها العالية في التحويل الكهروضوئي واستقرارها الجيد، حظيت باهتمام واسع في مجال الطاقة الكهروضوئية. حاليًا، حقق هذا النوع الجديد من الخلايا الشمسية كفاءة تحويل كهروضوئية معتمدة تصل إلى 27%، وهي كفاءة تُضاهي كفاءة خلايا السيليكون أحادية البلورة. مع ذلك، يُشكل ضعف استقرار التشغيل طويل الأمد تحديًا كبيرًا أمام تسويق تقنية البيروفسكايت الكهروضوئية. ترتبط كل طبقة وظيفية وواجهتها في الجهاز ارتباطًا وثيقًا باستقرار البطارية طويل الأمد.

في ضوء ذلك، أبلغ فريق تشين جيانغتشاو وهي دونغمي عن استراتيجية عالمية لتثبيط هجرة الأيونات لتثبيت طبقات وظيفية متعددة، وفي الوقت نفسه تثبيط هجرة أنواع كيميائية متعددة من خلال تفاعل العائل والضيف لجزيئات الكوبارين الفائقة. حقق الباحثون كفاءة بلغت 26.01% باستخدام خلية شكلية مُشبّعة بـ 4-ثالثي-بيوتيل كوب[8]أرين، مُحضّرة بطريقة الخطوتين، وهي كفاءة قياسية عالمية مُسجّلة للخلايا الشكلية المستوية المُصنّعة من ثاني أكسيد التيتانيوم. حققت خلية البيروفسكايت الشمسية العكسية الجديدة كفاءة بلغت 27.18%، وهي أعلى كفاءة في أبحاث خلايا البيروفسكايت المُحضّرة بتقنية التبخير السريع بالتفريغ.

بالإضافة إلى ذلك، تحافظ الخلية العكسية الجديدة غير المغلفة على أكثر من 90% من كفاءتها الأولية بعد التشغيل المستمر عند أقصى نقطة قدرة لمدة 1200 ساعة، وتبقى الكفاءة أعلى من 95% من قيمتها الأولية بعد تخزينها في بيئة ذات رطوبة نسبية 30% لمدة 2800 ساعة. بعد التعتيق الحراري عند 65 درجة مئوية لمدة 1500 ساعة، تبقى الكفاءة أعلى من 90% من قيمتها الأولية.

يقدم هذا البحث المبتكر طريقة فعالة لحل مشكلة عدم استقرار أجهزة البيروفسكايت الكهروضوئية وغيرها من الأجهزة البصرية الإلكترونية القائمة على البيروفسكايت، ويوفر استراتيجية عالمية لتثبيط هجرة الأيونات في الخلايا الشمسية البيروفسكايت، والتي من المتوقع أن تعزز تصنيع تكنولوجيا البيروفسكايت الكهروضوئية.