(SeaPRwire) – SINGAPURA, 5 Mac 2024 — Para saintis dari National University of Singapore (NUS) telah membangunkan sel solar perovskite/Si tiga lapisan baru yang boleh mencapai kecekapan penukaran kuasa yang disahkan sebagai rekod dunia sebanyak 27.1 peratus di merata kawasan penyerapan tenaga suria 1 kaki persegi, mewakili sel solar perovskite/Si tiga lapisan paling canggih sehingga kini. Untuk mencapai ini, pasukan itu merekabentuk sel solar perovskite baru yang mengintegrasikan sianat yang stabil dan cekap tenaga.
Sel-sel solar boleh dihasilkan lebih daripada dua lapisan dan disusun untuk membentuk sel-sel solar pelbagai lapisan untuk meningkatkan kecekapan. Setiap lapisan diperbuat daripada bahan fotovoltaik yang berbeza dan menyerap tenaga suria dalam julat yang berbeza. Walau bagaimanapun, teknologi sel solar pelbagai lapisan semasa menimbulkan banyak isu, seperti kehilangan tenaga yang menyebabkan voltan rendah dan ketidakstabilan peranti semasa operasi.
Untuk mengatasi cabaran ini, Profesor Madya Hou Yi memimpin pasukan saintis dari dan untuk menunjukkan buat julung kalinya penyepaduan berjaya sianat ke dalam sel solar perovskite untuk membangunkan sel solar perovskite/Si tiga lapisan paling terkini yang melepasi prestasi sel solar pelbagai lapisan yang serupa. Prof Madya Hou adalah Profesor Muda Presiden di di bawah CDE serta Ketua Kumpulan di SERIS, institut penyelidikan peringkat universiti di NUS.
“Amat menakjubkan, selepas 15 tahun penyelidikan berterusan dalam bidang sel solar berasaskan perovskite, karya ini merupakan bukti eksperimen pertama untuk penyertaan sianat ke dalam perovskit untuk meningkatkan kestabilan strukturnya dan meningkatkan kecekapan penukaran kuasa,” kata Prof Madya Hou.
Proses eksperimen yang membawa kepada penemuan memecahkan ini diterbitkan dalam pada 4 Mac 2024.
Membuat teknologi sel solar cekap tenaga
Interaksi antara komponen struktur perovskite menentukan julat tenaga yang boleh dicapainya. Menyesuaikan nisbah komponen ini atau mencari pengganti terus boleh membantu mengubahsuai julat tenaga perovskite. Walau bagaimanapun, penyelidikan terdahulu belum menghasilkan resipi perovskite dengan julat tenaga sangat luas dan kecekapan tinggi.
Dalam karya ini yang baru diterbitkan, pasukan NUS menguji sianat, pseudohalida baharu, sebagai pengganti bromida — ion dari kumpulan halida yang biasanya digunakan dalam perovskit. Dr Liu Shunchang, Felo Penyelidik di pasukan Prof Madya Hou, menggunakan pelbagai kaedah analisis untuk mengesahkan penyepaduan berjaya sianat ke dalam struktur perovskit, dan membuat sel solar perovskit yang mengintegrasikan sianat.
Analisis lanjut terhadap struktur atom perovskit baharu memberikan — buat julung kalinya — bukti eksperimen bahawa menyertakan sianat membantu menstabilkan strukturnya dan membentuk interaksi penting dalam perovskit, menunjukkan bagaimana ia merupakan pengganti halida yang boleh diterima dalam sel solar berasaskan perovskit.
Ketika menilai prestasi, para saintis NUS mendapati sel-sel solar perovskit yang disertakan dengan sianat boleh mencapai voltan lebih tinggi iaitu 1.422 volt berbanding 1.357 volt untuk sel-sel solar perovskit konvensional, dengan pengurangan ketara dalam kehilangan tenaga.
Para penyelidik juga menguji sel solar perovskit baharu dengan beroperasi berterusan pada kuasa maksimum selama 300 jam dalam keadaan dikawal. Selepas tempoh ujian, sel solar kekal stabil dan berfungsi melebihi 96 peratus kapasiti.
Dipujuk oleh prestasi menggalakkan sel-sel solar perovskit yang mengintegrasikan sianat, pasukan NUS membawa penemuan memecahkan ini ke tahap seterusnya dengan menggunakannya untuk menyusun sel solar perovskit/Si tiga lapisan. Para penyelidik menggandingkan sel solar perovskit dan sel solar silikon untuk mencipta separuh sel dua lapisan, memberikan asas sesuai untuk penyambungan sel solar perovskit yang mengintegrasikan sianat.
Setelah disusun, para penyelidik menunjukkan bahawa walaupun kompleks struktur sel solar perovskit/Si tiga lapisan, ia kekal stabil dan mencapai kecekapan disahkan sebagai rekod dunia iaitu 27.1 peratus daripada makmal kalibrasi tenaga suria bebas yang diluluskan.
“Secara kolektif, kemajuan ini memberikan wawasan memecahkan masalah kehilangan tenaga dalam sel-sel solar perovskit dan menetapkan haluan baharu untuk pembangunan selanjutnya teknologi sel solar perovskit tiga lapisan,” kata Prof Madya Hou.
Langkah seterusnya
Kecekapan teori sel solar perovskit/Si tiga lapisan melebihi 50 peratus, menyediakan potensi penting untuk penambahbaikan lanjut, terutamanya dalam aplikasi di mana ruang pemasangan terhad.
Mendatang, pasukan NUS bertujuan mengembangkan skala teknologi ini ke modul lebih besar tanpa menjejaskan kecekapan dan kestabilan. Penyelidikan masa depan akan memberi tumpuan kepada inovasi di antara muka dan komposisi perovskit — ini adalah bidang utama yang dikenal pasti oleh pasukan untuk meningkatkan teknologi ini lebih jauh.
Baca lebih lanjut di:
SUMBER National University of Singapore
Artikel ini disediakan oleh pembekal kandungan pihak ketiga. SeaPRwire (https://www.seaprwire.com/) tidak memberi sebarang waranti atau perwakilan berkaitan dengannya.
Sektor: Top Story, Berita Harian
SeaPRwire menyampaikan edaran siaran akhbar secara masa nyata untuk syarikat dan institusi, mencapai lebih daripada 6,500 kedai media, 86,000 penyunting dan wartawan, dan 3.5 juta desktop profesional di seluruh 90 negara. SeaPRwire menyokong pengedaran siaran akhbar dalam bahasa Inggeris, Korea, Jepun, Arab, Cina Ringkas, Cina Tradisional, Vietnam, Thai, Indonesia, Melayu, Jerman, Rusia, Perancis, Sepanyol, Portugis dan bahasa-bahasa lain.