طفرة في تكنولوجيا الخلايا الشمسية الباحثون الكوريون يحققون كفاءة قياسية في البيروفسكايت

طفرة في تكنولوجيا الخلايا الشمسية: الباحثون الكوريون يحققون كفاءة قياسية في البيروفسكايت

حقق الباحثون في معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST)، بالتعاون مع جامعة كوريا، تقدمًا كبيرًا في استقرار وكفاءة خلايا البيروفسكايت الشمسية (PSCs). إن نهجهم المبتكر، الذي يتضمن طبقة بينية كاثودية جديدة، لا يعزز الإمكانات التجارية للشركات الأمنية الخاصة فحسب، بل يبشر أيضًا بالتقدم في تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين الأخضر. ويعد هذا الاختراق خطوة حاسمة إلى الأمام في مجال تكنولوجيا الطاقة المستدامة.

تعاون فريق الباحثين، بقيادة الأساتذة سونج يون جانغ، وجونجكي ريو، وجي ووك جانغ من كلية الطاقة والهندسة الكيميائية بجامعة UNIST، مع البروفيسور سانغ كيو كواك من جامعة كوريا لمواجهة التحديات المرتبطة بخلايا البيروفسكايت الشمسية. ، وخاصة تلك التي تستخدم بيروفسكايت هاليد القصدير (TLHPs). في حين أن هذه الخلايا توفر سمية منخفضة وقدرات ممتازة على امتصاص الضوء، فقد أدت الوظائف الشاغرة الأيونية المتأصلة في TLHPs إلى تدهور الجهاز.

وللتغلب على هذا التحدي، قام فريق البحث بتطوير طبقة بينية كاثودية واقية كيميائيًا باستخدام ثاني أميد البيريلين الأميني (PDINN). PDINN، بمواقعه المحبة للنواة التي تشكل مجمعات معدنية ثلاثية الشعب، يستخرج الإلكترونات بشكل فعال ويمنع انتشار المعادن إلى الداخل. أظهرت الطبقة البينية للكاثود PDINN التي تمت معالجتها بالحلول أداءً استثنائيًا في تثبيت الأجهزة الكهروضوئية (PV) والأجهزة الكهروضوئية (PEC) المستندة إلى TLHP.

تشمل إنجازات هذا الإنجاز كفاءة ملحوظة تبلغ 23.21% في الأجهزة الكهروضوئية، مع احتفاظ بأكثر من 81% بعد 750 ساعة من التشغيل عند 60 درجة مئوية وأكثر من 90% احتفاظ بعد 3100 ساعة عند 23 ± 4 درجة مئوية. أظهرت أجهزة PEC المستندة إلى TLHP، إلى جانب أكسدة الكتلة الحيوية، معدل إنتاج هيدروجين شمسي خالي من التحيز يبلغ 33.0 مللي أمبير سم −2. وهذا المعدل أعلى بنحو 1.7 مرة من الهدف الذي حددته وزارة الطاقة الأمريكية لإنتاج الهيدروجين بشمس واحدة.

لقد أظهر التصميم المبتكر للطبقة البينية للكاثود من قبل فريق البحث الإمكانات الكبيرة لـ TLHPs للتحويل الضوئي الفعال والمستقر. وشدد البروفيسور جانغ على الأهداف المزدوجة المتمثلة في تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية وتطوير أساليب صديقة للبيئة لإنتاج المواد الكيميائية الأساسية مثل الهيدروجين، والتي تعتبر أساسية لمختلف الصناعات.

لا يؤدي هذا الاختراق إلى تعزيز الجدوى التجارية لخلايا البيروفسكايت الشمسية فحسب، بل يفتح أيضًا إمكانيات جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر المستدام والفعال. ويمثل هذا البحث، الذي نُشر في مجلة Advanced Energy Materials، تقدمًا حاسمًا في تكنولوجيا الخلايا الشمسية، مما يمهد الطريق لمستقبل أكثر استدامة وصديقًا للبيئة.

المصدر: NRF

Visited 5 times, 1 visit(s) today