Ċelloli Solari tal-Kalkogenidi – Avvanzi u Prospetti tal-Ġenerazzjoni l-Ġdida tat-Teknoloġija Fotovoltajka

Matul l-evoluzzjoni kontinwa tat-teknoloġija fotovoltajka, iċ-ċelloli solari kalkogenidi, bħala rappreżentanti tat-tielet ġenerazzjoni tat-teknoloġija fotovoltajka, saru l-fokus tal-attenzjoni fil-qasam tar-riċerka xjentifika u l-industrija għall-vantaġġi uniċi u l-potenzjal kbir tagħhom. Riċentement, il-grupp ta' riċerka mmexxi mill-Prof. Yuan Mingjian fl-Iskola tal-Kimika tal-Università ta' Nankai għamel avvanz kbir fir-riċerka taċ-ċelloli solari kalkogenidi, li injetta vitalità ġdida fl-iżvilupp ta' dan il-qasam.

Vantaġġi uniċi taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu
Il-kalkoġenur huwa klassi ta' materjali bi struttura kristallina unika, li għandha firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet f'ċelloli solari ġodda u apparati semikondutturi oħra. Ir-raġuni għaliex iċ-ċelloli solari tal-kalkoġenur ġibdu tant attenzjoni hija prinċipalment minħabba l-vantaġġi sinifikanti li ġejjin:

1. Flessibbiltà u kompatibilità:Il-materjal kalkoċit għandu flessibilità tajba, jista' jiġi ppreparat f'batteriji flessibbli, li jipprovdi l-possibbiltà tal-applikazzjoni tiegħu f'xi xenarji ta' applikazzjoni speċjali, bħal apparati li jintlibsu, prodotti elettroniċi flessibbli u oqsma oħra, u jespandi ħafna l-ambitu tal-applikazzjoni tat-teknoloġija fotovoltajka.
2. Potenzjal ta' tħejjija għal żona kbira:Meta mqabbla maċ-ċelloli solari tradizzjonali bbażati fuq is-silikon, iċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu għandhom vantaġġi ovvji fil-preparazzjoni fuq żona kbira, permezz tal-ipproċessar tas-soluzzjoni u metodi oħra ta' preparazzjoni bi prezz baxx, biex tinkiseb produzzjoni ta' batteriji fuq żona kbira, li hija importanti biex titnaqqas l-ispiża tal-industrija fotovoltajka, u biex tiġi promossa l-applikazzjoni fuq skala kbira tat-teknoloġija fotovoltajka.
3. Effiċjenza għolja ta' konverżjoni teoretika:Teoretikament, iċ-ċelloli solari kalkogenidi għandhom effiċjenza għolja ta' konverżjoni fotovoltajka, u l-effiċjenza teoretika tal-limitu tagħhom hija komparabbli ma' dik taċ-ċelloli solari tradizzjonali bbażati fuq is-silikon. Bl-approfondiment kontinwu tar-riċerka, l-effiċjenza attwali tal-konverżjoni taċ-ċelloli solari kalkogenidi qed titjieb ukoll, u turi potenzjal kbir għall-iżvilupp.

L-isfida taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidi
Minkejja l-ħafna vantaġġi taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu, iżda qabel l-applikazzjoni kummerċjali tagħha fuq skala kbira, għadha tiffaċċja numru ta' kwistjonijiet ewlenin li jeħtieġ li jiġu solvuti, fejn il-problema tal-istabbiltà hija partikolarment prominenti:

1. Stabbiltà fqira f'temperatura għolja:Bħala s-saff li jassorbi d-dawl tal-batterija, l-istabbiltà tal-materjal kalkogenid hija affettwata b'mod sinifikanti minn fatturi ambjentali esterni. Fil-preparazzjoni ta' ċelloli solari kalkogenid ta' prestazzjoni għolja, ħafna drabi jkun meħtieġ li wieħed jiddependi fuq addittivi tal-melħ tal-amina organika volatili biex jistabbilizza l-fażi fiżika u jirregola l-kristallizzazzjoni. Madankollu, dan l-addittiv huwa faċli ħafna biex jiddekomponi f'temperaturi għoljin, u jikkawża żbilanċ fil-kompożizzjoni kimika tal-film tal-kalċit, li jnaqqas b'mod sinifikanti l-istabbiltà tal-batterija f'operazzjoni f'temperatura għolja, li sar wieħed mill-ostakli ewlenin li jillimitaw l-applikazzjoni kummerċjali tagħha fuq skala kbira.
2. Stabbiltà fit-tul insuffiċjenti:Minbarra l-istabbiltà f'temperatura għolja, iċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu fl-użu fit-tul tal-proċess, iżda jiffaċċjaw ukoll it-tixjiħ tal-materjal, l-attenwazzjoni tad-dawl u fatturi oħra li jwasslu għal degradazzjoni tal-prestazzjoni, li jaffettwa wkoll il-fattibbiltà u l-affidabbiltà tal-applikazzjonijiet kummerċjali tagħhom sa ċertu punt.

L-aħħar avvanzi u kisbiet fir-riċerka
Bil-għan li jindirizza l-problema tal-istabbiltà operattiva fqira taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu f'kundizzjonijiet ta' tħaddim f'temperatura għolja, il-Prof. Yuan Mingjian tal-Iskola tal-Kimika, l-Università ta' Nankai, mexxa l-grupp ta' riċerka biex iwettaq riċerka kooperattiva internazzjonali ta' livell għoli, u kiseb riżultati notevoli:

1. Żvilupp ta' strateġija ġdida ta' tħejjija:It-tim tar-riċerka flimkien ma' tbassir teoretiku żviluppa b'suċċess strateġija ta' preparazzjoni għal-liga tal-kalkogenidu b'stabbiltà termali ogħla. Din l-istrateġija ssolvi kompletament il-problema tal-inomoġeneità tal-komponent metamidiku taċ-ċesju tal-films tal-kalkogenidu, u ttejjeb fundamentalment l-istabbiltà tal-materjali tal-kalkogenidu.
2. Kombinazzjoni ta' effiċjenza għolja u stabbiltà għolja:L-apparati taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu ppreparati b'din l-istrateġija wrew effiċjenza ta' konverżjoni tal-enerġija ta' klassi dinjija u stabbiltà f'temperatura għolja. Dan il-kisba mhux biss tistabbilixxi bażi teknika soda għat-titjib tal-istabbiltà taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu, iżda tiftaħ ukoll prospett wiesa' għal aktar prattikalizzazzjoni u kummerċjalizzazzjoni tat-teknoloġija fotovoltajka.
3. Pubblikazzjoni u sinifikat tar-riżultati:Filgħaxija tat-30 ta’ Settembru, Nature ppubblikat ir-riżultati tar-riċerka taħt it-titlu ta’ “Komponent taċ-ċesju amidina taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu b’stabbiltà termali għolja”. Din ir-riċerka hija ta’ sinifikat kbir għall-promozzjoni tat-trasformazzjoni ekoloġika tal-istruttura tal-enerġija globali u timmarka avvanz kbir fil-ġenerazzjoni l-ġdida tat-teknoloġija fotovoltajka.

Prospetti ta' żvilupp fil-futur
Bil-kisba ta' din ir-riżultat tar-riċerka, il-prospett tal-iżvilupp taċ-ċellula solari tal-kalċita sar aktar isbaħ. Fil-preżent, it-tim tar-riċerka qed jippromwovi b'mod attiv ir-riċerka u l-iżvilupp ta' moduli taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu ta' prestazzjoni għolja skont il-ħtiġijiet tal-industrijalizzazzjoni permezz tal-kooperazzjoni bejn l-iskejjel u l-intrapriżi, fi sforz biex jippromwovi l-applikazzjoni prattika tar-riżultati tar-riċerka mill-aktar fis possibbli u l-industrijalizzazzjoni tal-inżul.

1. Industrijalizzazzjoni aċċellerata:Dan l-avvanz se jaċċellera ħafna l-industrijalizzazzjoni taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidi, li mistennija tikseb produzzjoni u applikazzjoni kummerċjali fuq skala kbira fis-snin li ġejjin, u tipprovdi soluzzjonijiet ta' enerġija nadifa aktar effiċjenti u bi prezz baxx għas-suq globali tal-enerġija.
2. Espansjoni tal-applikazzjoni:Bit-titjib kontinwu tal-prestazzjoni taċ-ċelloli solari u t-tnaqqis ulterjuri tal-ispiża taċ-ċelloli solari tal-kalkogenidu, l-oqsma ta' applikazzjoni tagħhom se jiġu estiżi aktar. Minbarra l-impjanti tal-enerġija fotovoltajċi tradizzjonali, il-ġenerazzjoni tal-enerġija distribwita u oqsma oħra, iżda wkoll fl-integrazzjoni tal-bini, l-enerġija mobbli, l-Internet tal-Oġġetti u oqsma emerġenti oħra għandhom rwol importanti.
3. Nippromwovu l-bidla fl-istruttura tal-enerġija:Bħala teknoloġija tal-enerġija nadifa u rinnovabbli, l-applikazzjoni wiesgħa taċ-ċelloli solari tal-kalċita se tgħin biex tippromwovi t-trasformazzjoni ekoloġika tal-istruttura tal-enerġija globali, tnaqqas id-dipendenza fuq l-enerġija fossili tradizzjonali, tnaqqas l-emissjonijiet tal-karbonju, u tagħti kontribut pożittiv għall-ġlieda kontra t-tibdil fil-klima globali.