حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده خبر

تاندم سیلیکون-پروسکایت تجاری می‌شود

تاریخ خبر : ۱۳۹۷/۱۱/۱۵ تعداد بازدید : ۲۲۱
تعداد رای : ۲
شرکت آکسفورد پی‌وی آماده ارایه اولین ماژول‌های خورشیدی تجاری تاندم سیلیکون-پروسکایت در دنیا شده است. این پنل‌ها که ترکیبی از سلول‌های خورشیدی سیلیکونی و پروسکایت هستند، بازدهی بسیار بالایی در مقایسه با سلول‌های سیلیکون و پروسکایت دارند، و در عین حال ارزان‌ترند.

اولین سلول‌های خورشیدی پروسکایت تنها ۱۰ سال پیش توسط تیم تحقیقاتی تسوتومو میاساکا در دانشگاه توین در یوکوهامای‌ ژاپن ساخته شد. اما این نمونه اولیه آزمایشگاهی و سایر نمونه‌های مشابه فوق‌العاده ناپایدار بودند و تنها ۳.۸ درصد بازدهی داشتند. از آن پس، محققان و تولیدکنندگان گام‌های بزرگی در راستای افزایش بازدهی، پایداری و مقیاس‌پذیری این سلول‌ها برداشته‌اند. به عنوان مثال، اخیرا، آکسفورد پی‌وی بازدهی سلو‌ل‌های پروسکایتش را ۲۸ درصد اعلام کرد، در حالی که بیشترین بازدهی سلول‌های سیلیکونی ۲۶.۷ درصد است که البته بازدهی پنل‌های سیلیکونی تجاری به مراتب از این مقدار هم کمتر است.

اما این بار شرکت آکسفورد پی‌وی آماده ارایه اولین ماژول‌های خورشیدی تجاری تاندم سیلیکون-پروسکایت در دنیا شده است. کریس کیس، مسئول ارشد فناوری آکسفورد پی‌وی می‌گوید، این ماژول‌ها ترکیبی از لایه‌نازکی از مواد پروسکایت و یک سلول سیلیکونی هستند و ظاهر و رفتاری بسیار شبیه ماژول‌های خورشیدی سیلیکونی معمول دارند اما توان تولیدی آن‌ها بیشتر است.

آن‌چه در مورد این تحولات قابل توجه است این است که صنعت خورشیدی پروسکایت تنها هفت سال عمر دارد و در حال حاضر، ده‌ها شرکت در این حوزه در حال رقابت هستند تا فناوری را به بازار عرضه کنند، و صدها محقق در سراسر جهان، ترکیبات و روش‌های ساخت جدید پروسکایت را مطالعه می‌کنند و درک خود را از نحوه عملکرد این سلول‌ها می‌افزایند. به گفته کیس، تعداد مقالات علمی در حوزه پروسکایت تا پایان سال ۲۰۱۸ به ۵۰۰۰ عدد رسیده است. آن‌چه پروسکایت‌ها را جذاب می‌کند این است که مواد تشکیل‌دهنده آن در تبدیل فوتون به الکتریسیته بسیار بهتر از سلول‌های سیلیکونی عمل می‌کند.

جوزف بری سرپرست تیم سلول خورشیدی پروسکایت در آزماشیگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر، می‌گوید: «اگر به دنبال ماده‌ای ایده‌آل برای سلول‌خورشیدی باشید، هرگز به دنبال سیلیکون نخواهید رفت. علت برتری سیلیکون بودجه‌ای است که برای تحقیقات بر روی سیلیکون در حوزه مدارهای مجتمع و خورشیدی صرف شده است.» بری پیش‌بینی می‌کند که در آینده‌ای نزدیک، هزینه‌ی ساخت یک کارخانه پنل‌های خورشیدی پروسکایت با ظرفیتی در مقیاس گیگاوات حدود یک‌دهم هزینه ساخت یک کارخانه پنل‌های خورشیدی سیلیکونی خواهد بود.

صرف نظر از ساختار شیمیایی، هر سلول خورشیدی پروسکایت باید سه معیار اصلی برای تجاری‌سازی داشته باشد: پایداری، بازدهی و مقیاس‌پذیری. بنا به گفته‌ی کیس، شرکت او با ترکیب فیلم‌های نازک پروسکایت و سیلیکون بر روی یک تاندم به سلولی دست یافته که به روش‌های تولید پنل‌های خورشیدی متداول امروزی ساخته می‌شود و از طرفی هر سه معیار برای تجاری‌سازی را دارد.

هنگامی که نور خورشید به سلول تاندم آکسفورد پی‌وی می‌تابد، فوتون‌ها از یک لایه الکترود شفاف عبور می‌کنند و سپس به لایه پروسکایت می‌رسند که طول موج‌های کوتاه‌تری را در مقایسه با سیلیکون جذب می‌کند. فوتون‌هایی که جذب نمی‌شوند در ادامه از یک لایه اتصال نازک عبور می‌کنند و به لایه سیلیکونی که در طول موج‌های طولانی‌تر جذب دارد، می‌رسند. درنهایت بخش بیشتری از نور تابیده شده توسط سلول جذب می‌شود. کیس می‌گوید: «برای ایجاد یک سلول تاندم با بازدهی ۲۶ یا حتی ۳۰ درصد، تنها نیاز به یک لایه پروسکایت با بازدهی ۱۵ تا ۱۷ درصد و یک لایه سیلیکونی معمولی با بازدهی ۲۰ درصد دارید.»

آکسفورد پی‌وی در مسیر ساخت تاندم پروسکایت تنها نیست و رقیبانی مانند توشیبا و پاناسونیک در ژاپن و استنفورد تاندم پی‌وی دارد. هم‌زمان بعضی شرکت‌ها مانند ساول تکنولوژی در لهستان، واندر سولار و میکروکوانتا سمی‌کانداکتور در چین و انرژی متریالز در آمریکا، همچنان در حال فعالیت بر روی سلول‌های خورشیدی پروسکایت خالص هستند.

با وجود دستاوردهای عظیم و فعالیت روزافرون در حوزه سلول‌های خورشیدی پروسکایت، هنوز هم برخی از محققان در مورد پتانسیل پروسکایت مرددند. در مصاحبه‌ای در مجله پی‌وی، مارتین گرین، پیشگام خورشیدی استرالیا، اشاره کرد که حساسیت‌های بسیاری مانند حساسیت به رطوبت، اکسیژن و حتی نور وجود دارند که باید مورد توجه قرار گیرند.

استفان دلوکا مدیر‌عامل و بنیان‌گذار شرکت انرژی متریالز می‌گوید: «همه‌ی پروسکایت‌ها نقص پایداری را ندارند. در برخی از فرمولاسیون‌های خاص پروسکایت عدم پایداری گزارش شده است، اما این منجر به تصور غلطی شده است که همه‌ی پروسکایت‌ها ناپایدار هستند. انتخاب مناسب مواد پروسکایت و لایه‌های دیگر که سلول را تشکیل می‌دهند، به تولید یک سلول پایدار می‌انجامد.»

کیس ادعا کرد که سلول‌های آکسفورد پی‌وی پایدار هستند و تمامی تست‌های طول عمری که برای سلول‌های خورشیدی استاندارد انجام می‌شود را با موفقیت گذرانده‌اند. این شرکت اولین ماژول‌ها را در سال ۲۰۱۹ روانه بازار خواهد کرد و در حال همکاری با یک تولیدکننده عمده سلول‌های خورشیدی و ماژول‌های سیلیکونی است که هنوز نام آن فاش نشده است.

 

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)