Perovskitul ar putea face celulele solare mai eficiente

 

Celulele solare au fost odată un produs personalizat, rezervat pentru sateliţi şi pentru uzul militar. În 1977, un watt de energie solară costa 77 dolari. Costul a ajuns acum la aproximativ 80 de centi, iar energia solară începe să concureze cu energiea electrică generată convenţional, mult mai scumpă.

 

În cazul în care preţul va scădea în continuare, energia solară s-ar putea dezvolta într-un mod covârşitor, speră Henry Snaith şi colegii săi de la Universitatea Oxford.

 

Aşa cum el a descris recent în revista Science, citat de The Economist, dr. Snaith plănuieşte să înlocuiască siliciul, materialul folosit la majoritatea celulelor solare, cu o substanţă numită perovskit.

 

Acest lucru, crede el, ar putea reduce mult costul unui watt de energie solară.

 

Atunci când lumina cade pe o celulă solară, fotonii radiaţiei solare incidente rup legăturile electronilor din atomii de semiconductor, astfel generând posibila mişcare liberă a acestora. Locurile lăsate libere de aceşti electroni acționează ca sarcini pozitive şi sunt numite “găuri”.

 

Găurile şi electronii se mişcă apoi în direcţii opuse, iar rezultatul este curentul electric. Cu cât există mai mulţi electroni şi găuri, cu atât fluxul va fi mai rapid, implicit generând mai multă electricitate.

 

Electronii, însă, de multe ori sunt captaţi de găuri în timp ce se află încă în interiorul celulei şi, prin urmare, nu pot contribui la curent.

 

Distanţa medie pe care un electron se deplasează într-un material, înainte de a fi captat, este cunoscut ca lungimea de difuzie. Cu cât lungimea de difuzie este mai mare, cu atât mai eficientă va fi celula solară.

 

Siliciul utilizat în celule solare comerciale are o lungime de difuzie de zece nanometri, una nu suficient de mare. Parţial, din acest motiv, eficienţa unei celule de siliciu, la conversia luminii incidente în electricitate, este mai mică de 10%.

 

Perovskitul lui Dr. Snaith este mult mai eficient. Acesta are o lungime de difuzie de 1.000 de nanometri, dându-i un randament de 15%.

 

Perovskitul este o substanţă compusă cunoscută drept cristal cubo-octaedric, cu alte cuvinte, cuburi cu colţuri tăiate. Ele au, astfel, şase feţe octogonale şi opt triunghiulare.

 

Substanţa este, în sine, este un mineral apărut natural, dar o mulțime de alte combinaţii elementare adoptă aceeaşi formă. Perovskitul lui Dr. Snaith este unul deosebit de complex.

 

Acesta are o parte organică, realizată din carbon, hidrogen şi azot, precum şi o parte anorganică, din plumb, iod şi clor. Partea organică acționează ca un colorant, absorbind multă lumină solară. Partea anorganică ajută la conducerea electronilor.

 

De asemenea, fabricarea lui este ieftină. Purificarea siliciului necesită temperaturi ridicate (şi, prin urmare, costisitoare). Perovskitul lui Dr Snaith poate fi amestecat la temperatura camerei.

 

Totuşi, perovskitul este o invenţie recentă, iar durabilitatea acesteia nu a fost testată în mod corespunzător. Multe astfel de materiale promiţătoare nu reușesc să supravieţuiască expunerii constante la soare, o condiţie imperativă de a forma o celulă solară.

 

Rămâne de văzut, după testele aferente, dacă această substanţă va revoluţiona industria celulelor solare.

 

Roxana Muntean

source: http://www.solar-magazin.ro