อิตาลีได้พัฒนาแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่สามารถรักษาประสิทธิภาพเริ่มต้นไว้ที่ 90% ที่อุณหภูมิ 85°C

บทนำ: ทีมวิจัยที่นำโดยมหาวิทยาลัย Tor Vergata ในกรุงโรม ประเทศอิตาลี ได้ผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์ออกไซด์ที่มีพื้นที่ประสิทธิผลรวม 42.8 ตารางเซนติเมตร และพื้นที่รูรับแสง 50 ตารางเซนติเมตรแผงโซลาร์เซลล์ประกอบด้วยแบตเตอรี่เปอร์ออกไซด์ 14 ซีรีส์ที่มีประสิทธิภาพ 20% ในซีรีย์หลังจากความเครียดจากความร้อนเป็นเวลา 800 ชั่วโมงที่ 85°C ก็ยังสามารถรักษาประสิทธิภาพเริ่มต้นไว้ที่ 90%

ทีมวิจัยนานาชาติใช้กลยุทธ์การใช้สารกระตุ้นรูปแบบใหม่ในการออกแบบแผงเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์ออกไซด์ว่ากันว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ที่ใช้เปอร์ออกไซด์อื่นๆ โมดูลสามารถบรรลุประสิทธิภาพที่สูงกว่าในขณะที่ยังคงรักษาเสถียรภาพของงานไว้อย่างมีนัยสำคัญ

แม้ว่าเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์ออกไซด์ดูเหมือนจะอยู่บนเส้นทางสู่การผลิตจำนวนมาก แต่ผู้คนยังคงสนใจเทคโนโลยีนี้ เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับความเสถียรของชั้นการขนส่งผ่านรู (HTL) และความไวต่อสภาพบรรยากาศได้รับผลกระทบ

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าสามารถเปลี่ยนน้ำหนักโมเลกุล (MW) ของวัสดุชั้นขนส่งหลุม (HTM) ที่เจือด้วย polytriarylamine (PTAA)พวกเขาอธิบายว่า "การเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแบบโมโนโทนิกในฐานะฟังก์ชันของ MW นั้นสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (VOC) กระแสไฟฟ้าลัดวงจร (JSC) และปัจจัยการเติม (FF) ที่คล้ายคลึงกันด้วยวิธีนี้ การเคลื่อนย้ายประจุภายใน HTL และการขนส่งประจุที่ส่วนต่อประสานเปอร์ออกไซด์/HTL ได้เพิ่มขึ้นตามลำดับความสำคัญ”

พวกเขากล่าวว่าการปรับปรุงนี้เกิดขึ้นได้จากการผสมผสานระหว่างกลยุทธ์การใช้สารต้องห้ามและการปรับแต่ง MW ซึ่งทำให้โพลารอนเคลื่อนบนสายโซ่โพลีเมอร์ได้การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าการก่อตัวของโพลารอนในเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์ออกไซด์เป็นปัจจัยที่เป็นไปได้ที่ทำให้แบตเตอรี่ดังกล่าวมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ แม้ว่าจะไม่ทราบกลไกเบื้องหลังโพลารอนก็ตามโพเลียนเป็นการบิดเบือนที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในโครงตาข่ายอะตอมของวัสดุมันก่อตัวรอบๆ อิเล็กตรอนที่กำลังเคลื่อนที่ในเวลาไม่กี่ล้านล้านวินาที แล้วหายไป

บนพื้นฐานของพื้นที่ใช้งานจริงรวม 42.8 ตารางเซนติเมตร และพื้นที่รูรับแสง 50 ตารางเซนติเมตร แบตเตอรี่เปอร์ออกไซด์ 14 ซีรีส์ที่มีประสิทธิภาพ 20% เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมเพื่อสร้างแผงที่มีประสิทธิภาพ 17%การเพิ่มขึ้นของเสาพร่ามัวในชั้น HMW PTAA ไม่เพียงแต่มีส่วนสำคัญต่อประสิทธิภาพสูงของอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังส่งผลเชิงบวกต่อโครงตาข่ายเปอร์ออกไซด์ของชั้นที่อยู่ด้านล่าง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความเสถียรโดยรวมกล่าวกันว่าหลังจากความเครียดจากความร้อน 1,080 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 85 องศาเซลเซียส แบตเตอรี่ยังคงสามารถรักษาประสิทธิภาพเริ่มต้นได้มากกว่า 90% และหลังจากเปิดรับแสงนาน 160 ชั่วโมง แบตเตอรี่ยังคงสามารถรักษาประสิทธิภาพเริ่มต้นไว้ที่ 87%แผงโซลาร์เซลล์ยังคงสามารถรักษาประสิทธิภาพเริ่มต้นได้มากกว่า 90% หลังจากความเครียดจากความร้อนเป็นเวลา 800 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 85 องศาเซลเซียส

โมดูลนี้ได้รับการแนะนำในรายงานเรื่อง "การบรรลุโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอร์รอฟสไกต์ที่มีความเสถียรมากกว่า 17% ผ่านการปรับการจัดเรียงโพลารอนของชั้นการขนส่งรูโพลีเมอร์" ที่ตีพิมพ์ใน "Nano Energy"ทีมวิจัยประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Tor Vergata ในกรุงโรม ประเทศอิตาลี มหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในสหราชอาณาจักร และสถาบัน Max Planck เพื่อการวิจัยโพลีเมอร์ในเยอรมนี