Ο περοβσκίτης βρίσκεται στο επίκεντρο της προσοχής των ερευνητών για την επίτευξη υψηλότερων επιπέδων απόδοσης, αλλά αντιμετωπίζει την πρόκληση ότι είναι ένα ασταθές και τοξικό υλικό. Ωστόσο, μια αυστραλιανή μελέτη ανέπτυξε μια βιώσιμη εναλλακτική λύση με ένα στοιχείο που έχει αρχίσει να ξεπερνά τα επίπεδα απόδοσης: τον κεστερίτη.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νότιας Νέας Ουαλίας στο Σίδνεϊ πέτυχαν νέο παγκόσμιο ρεκόρ απόδοσης 13,2% σε ηλιακά panels από κεστερίτη (CZTS). Η διαδικασία που χρησιμοποίησαν για να το πετύχουν αυτό ήταν μέσω υδρογόνου και τα κύτταρα ήταν ευρυζωνικού τύπου.
Η καθηγήτρια Xiaojing Hao και η ομάδα της από τη Σχολή Μηχανικών Φωτοβολταϊκών και Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας εξήγησαν ότι ο κεστερίτης είχε ήδη χρησιμοποιηθεί σε προηγούμενες έρευνες, αλλά η μέγιστη απόδοσή του είχε μείνει στάσιμη στο 11% τα τελευταία έξι χρόνια λόγω των ελαττωμάτων που δημιουργούνται κατά την παραγωγή του.
Το υλικό αυτό είναι μια επιλογή φιλική προς το περιβάλλον, φθηνή στην κατασκευή και διατηρεί μακροχρόνια φωτοβολταϊκή απόδοση. Επιπλέον, αποτελείται από χαλκό, ψευδάργυρο, κασσίτερο και θείο, τα οποία είναι άφθονα και μη τοξικά. Με αυτόν τον τρόπο, ο κεστερίτης καθίσταται μια πιο βιώσιμη επιλογή σε σύγκριση με άλλους τύπους ηλιακών panels.
Για τη βελτίωση των ηλιακών panels από κεστερίτη, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν υδρογόνο μέσω θερμικής επεξεργασίας. Η διαδικασία αυτή, γνωστή ως παθητικοποίηση, συνίσταται στην εισαγωγή υδρογόνου για τη μείωση των ατελειών που υπάρχουν στο υλικό κατά την παραγωγή του κεστερίτη. Με αυτόν τον τρόπο, το υδρογόνο τροποποίησε αυτές τις ατέλειες, ελαχιστοποιώντας τις επιπτώσεις τους και αυξάνοντας την απόδοση στη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια.
Τα ηλιακά panels περοβσκίτη κυκλοφορούν ήδη στην Κίνα και επιτυγχάνουν απόδοση της τάξεως του 40%, ωστόσο, αυτό το είδος panel περιέχει μόλυβδο, ένα στοιχείο που όταν διαλύεται στο νερό είναι ρυπογόνο. Από την πλευρά του, ο κεστερίτης είναι μια πιο βιώσιμη και ασφαλής εναλλακτική λύση, αναμένεται ότι η ισχύς θα συνεχίσει να αυξάνεται και οι χαμηλές περιβαλλοντικές επιπτώσεις τον καθιστούν μια ελκυστική επιλογή για το μέλλον.
Κατά την εκπόνηση της έρευνας πρότειναν ότι η χρήση του CZTS μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό, μια τεχνολογία που συνδυάζει δύο ή περισσότερους τύπους ηλιακών panels. Σύμφωνα με την καθηγήτρια Hao, αν το CZTS καταφέρει να επιτύχει απόδοση 20%, το υλικό αυτό θα αποτελέσει λύση για την ηλιακή ενέργεια, διότι πληροί όλα τα ιδανικά κριτήρια: άφθονο, οικολογικό και με καλές οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες.
Οι ερευνητές του UNSW από το Σίδνεϊ αναμένουν ότι η απόδοση του CZTS θα φθάσει το 15% το επόμενο έτος και ότι η εμπορική αξιοποίησή του θα αρχίσει γύρω στο 2030.
[via]
