Naučnici sa Gradskog univerziteta u Hong Kongu (CitiUHK) razvili su visoko efikasne, štampane i stabilne perovskitne solarne ćelije kako bi postigli neutralnost ugljenika i promovisali održivi razvoj.
Novi tip solarnih ćelija od perovskita može se masovno proizvoditi brzinom koja je uporediva sa štampanjem novina, sa dnevnom proizvodnjom do 1.000 solarnih panela. Zahvaljujući svojim fleksibilnim, poluprovidnim karakteristikama, mogu se napraviti i stakleni prozori koji apsorbuju svetlost, čime se ostvaruje koncept „urbanih solarnih farmi“ u gradovima sa mnogo visokih zgrada.
Istraživanje vodi profesor nauke o materijalima Lee Shau Kee Chair u CitiUHK-u, profesor Alek Jen Kvan-iue, a rezultati su objavljeni u Nature Energi.
Tim je pokazao efikasnu strategiju za poboljšanje dugoročne stabilnosti perovskit-organskih tandem solarnih ćelija. Integrisane ćelije zadržavaju preko 90% svoje početne efikasnosti konverzije energije (PCE) nakon 500 sati rada.
Operativna stabilnost perovskita širokog pojasa predstavljala je izazov za naučnike više od jedne decenije. Istraživački tim CitiUHK-a se pozabavio ovim problemom kreativnim rešenjima nauke o materijalima. Tim je dizajnirao seriju organskih redoks medijatora sa odgovarajućim hemijskim potencijalima za selektivno smanjenje joda i oksidaciju metala.
Nakon što je perovskit uređaj integrisan u monolitnu perovskit-organsku tandem solarnu ćeliju kao podćelija sa širokim pojasom, inkapsulirana tandem ćelija je podvrgnuta osvetljenju od 1 sunca (AM 1,5G spektar, bez UV filtera).
Zadržao je 92% svog početnog PCE nakon 500 sati neprekidnog rada na ∼45 °C. Tim je takođe prijavio rekordno visoku efikasnost od 25,22% (sertifikovano 24,27%). Uređaj je takođe pokazao dobru radnu stabilnost na vlažnom vazduhu (relativna vlažnost 70–80%).
Dr Vu Šengfan, ključni član istraživačkog tima i prvi autor rada, rekao je: „Mi smo bili prvi tim koji je predložio upotrebu redoks i hemijskih metoda sinteze za fundamentalno rešavanje problema, efikasno obezbeđujući stabilnost perovskita. solarne ćelije .“
On je istakao da CitiUHK stavlja akcenat na kritičko mišljenje u negovanju doktoranada, savladavanju najsavremenijih tema iz ove oblasti i razumevanju najvećih izazova sa kojima se susreće i rešenja najsloženijih problema.
Rezultati istraživanja će biti transformisani u praktične primene kroz start-up kompaniju HKTech Solar Limited, kojom će upravljati dr Frensis Lin, postdoktorand profesorke Jen na CitiUHK-u.
Perovskit fotonaponski uređaji mogu da apsorbuju energiju čak i pod slabim unutrašnjim svetlom i imaju mehaničku fleksibilnost. Mogu se integrisati i primeniti u različitim scenarijima, od velikih zgrada i farmi do različitih komponenti Interneta stvari.
Tim takođe planira da uspostavi pilot proizvodnu liniju sa godišnjom snagom od 25 megavata u Hong Kongu u roku od godinu i po dana i lansira proizvode za industrijske investitore da testiraju aplikacije.
