بهبود کارایی پنل‌های خورشیدی با استفاده از مواد دوبعدی پروسکیتی

به گزارش شهرآرانیوز، مواد دوبعدی مورد استفاده در پنل‌های خورشیدی می‌تواند موجب افزایش کارایی این پنل‌ها شود. محققان موسسه فناوری جورجیا با همکاری پژوهشگرانی از KAUST با تنظیم ساختاری از جنس مواد دوبعدی پروسکیتی نشان دادند که می‌توان طول عمر حاملان پرانرژی داغ را با تابش نور افزایش داد. این راهبرد می‌تواند راهی برای جذب بهتر انرژی خورشید باشد.

پروسکیت‌های ارگانیک غیرآلی هیبریدی مواد جذابی برای پنل‌های خورشیدی هستند چرا که نسبت به سیلیکون ارزان‌تر هستند. با این حال چگونگی پایداری طولانی‌مدت مواد پروسکیتی یکی از سوالاتی است که باید به آن پاسخ داده شود.

جون‌بین از اعضا این گروه تحقیقاتی می‌گوید: «به عنوان جایگزینی برای پروسکیت‌های هیبریدی سه‌بعدی، پروسکیت‌های دوبعدی هیبریدی می‌توانند پایداری را در برابر رطوبت افزایش دهد. با این حال خنک کردن حاملین بار هنوز موردمطالعه قرار نگرفته است.»

حاملین داغ به دلیل طیف گسترده‌ای از انرژی‌های خورشیدی تشکیل می‌شوند که از نور مادون قرمز تا نور مرئی قرمز و از بنفش تا فرابنفش می‌توانند روی این حاملین اثرگذار باشند. زمانی که تابش به پنل خورشیدی انجام می‌شود، الکترون‌ها به حالت برانگیخته درمی‌آیند، نور با انرژی بالا می‌تواند حاملین داغ بسیار برانگیخته ایجاد کند، اما بخشی از این انرژی جذب نشده و از دست می‌رود.

این گروه تحقیقاتی به بررسی این موضوع پرداخت که آیا تغییر ترکیب آلی ساختار دوبعدی پروسکیتی می‌تواند سرعت فرآیند خنک کردن حاملین بار را کاهش داده و در نتیجه تمام انرژی جذب شود. آن‌ها با استفاده از طیف‌سنجی لیزر بسیار سریع مواد پروسکیتی یدید سرب را با سه ماده آلی مختلف یعنی اتانول آمین (EA)، آمینوپروپانول (AP) و فنیل اتیل آمین (PEA) موردبررسی قرار دادند.

آن‌ها تفاوت معنی‌داری بین این سه ماده پیدا کردند. نتایج نشان داد در صورتی که تک‌بلور EA ۲ pbI ۴ استفاده شود سرعت سرد شدن کمتر است. این گروه معتقد است که یافتن چگونگی کاهش دما در دینامیک حاملین داغ در پروسکیت‌های دوبعدی می‌تواند به طراحی پنل‌های خورشیدی با کارایی بالا کمک کند.