Pentru celule solare a fost creat un nanomaterial ieftin şi eficient

Cercetătorii de la Universitatea Northwestern din Chicago, au găsit o nouă modalitate de a crea celule solare mai ieftine, cu o eficienţă mai bună. De asemenea, este important, ca panourile solare realizate în baza unei noi tehnologii,  care nu este legată de utilizarea materialelor toxice sau rare, au un termen mai lung de exploatare şi pot fi fabricate în masă, decît panourile solare clasice.

Anterior a fost elaborat un proiect de celule solare, care a oferit toate aceste avantaje. Aşa-numita celula Grätzel cell, realizată în baza utilizării coloranţilor sensibilizanţi, a fost curată şi ieftină pentru fabricare. Principala problemă tehnologică a fost electrolitul cu coloranţii sensibilizaţi, produs cu utilizarea unui lichid organic care după un timp oarecare a provocat coroziunea celulei. În aceste condiţii, durata exploatării a fost limitată, de 18 luni.

O echipa de la Universitatea Northwestern, intenţionează să rezolve problema  celulei Grätzel cell. Nanotechnologistul Robert P. H. Chang şi chimistul Mercouri Kanatzis, au depus toate cunoştinţele şi experienţa pentru a dezvolta noile tehnologii. Prima parte a soluţiei dezvoltate a fost un semiconductor dintr-un film subţire, fabricat în baza unui amestec de staniu, cesiu şi iod, numit CsSnI3. La etapele incipiente ale sintezei, amestecul se comporta ca un lichid, iar după – îşi schimba starea de agregare, devenind complet solid. În rezultat, au fost obţinute celule complet stabile în baza unui material solid.

 

Al doilea secret al dezvoltării noi, sunt nanotehnologiile. "Celula solară ieftină foloseşte nanotehnologiile pentru a fi stabilă, asigurînd o înalta eficienţă", - a spus Chang. "Datorită milioanelor de nanoparticule de dioxid de titan, se obţine o suprafaţă mai mare pentru  absorbirea luminii. Apoi fiecare particulă se acoperă cu un colorant care absoarbe lumina".

Oamenii de ştiinţă descriu compoziţia celulelor solare în felul următor. O celulă solară are o dimensiune de 0,5 cm / 0,5 cm/10 microni. După ce nanoparticulele  vopsite cu colorant, sunt plasate într-o formă adecvată pentru crearea unei celule, în ea se toarnă materialul CsSnI3, deocamdată într-o stare de lichid. Polimerul lichid, acoperă uniform nanoparticule şi apoi se solidifică. Sub influenţa CsSnI3, vopseaua  care îndeplineşte în celulă funcţia de absorbţie a luminii soarelui, începe să se evapore, aflîndu-se între două semiconductoare, o serie de nanoparticule şi filmul CsSnI3.

O celulă solară, creată după această tehnologie ar putea atinge eficienţa de 10,2%  - un record pentru astfel de panouri solare. La celulele solare precedente, Grätzel cell, gradul de eficienţă a celulei a fost de aproximativ între 11 şi 12%. Dar, în ciuda faptului că în noua tehnologie eficienţa este mai puţin eficace, practica arată că 10% sunt destul de importante pentru comercializarea tehnologiei.

Chang, spune că acest concept este aplicabil pentru diferite tipuri de celule solare, iar tehnologia creării structurilor solare din filmul subţire este compatibilă cu producţia automatizată. Următorul pas al echipei este crearea şi testarea celulelor solare în baza structurilor dezvoltate.

Autor: Irina Kovaleva  

Источник: facepla.net