University of Warwick otrzymał 2,2 miliona funtów na zbadanie nowego rodzaju materiału na ogniwa słoneczne do użytku w kosmosie w celu zmniejszenia zależności od paliw kopalnych.
Badania skoncentrują się na tym, jak sprawić, by perowskitowe związki metalohalogenkowe były przezroczyste i elastyczne, co pozwoliłoby im zachować stabilność w przestrzeni kosmicznej.
Tymczasem A. J Nowy spektrometr magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Posłużą one do zrozumienia, jak zwiększyć żywotność i trwałość tych materiałów ogniw słonecznych.
Europejska Rada ds. Badań Naukowych (ERBN) zatwierdziła trwające pięć lat badanie, które pozwoli zagłębić się w strukturę na poziomie atomowym nowego rodzaju materiału do ogniw słonecznych. Pozwoli to rozwiązać problemy, w tym stabilność i trwałość związków metalohalogenkowych perowskitów, które ulegają degradacji w wysokiej wilgotności, silnym świetle słonecznym i wysokich temperaturach.
Zmienna stabilność perowskitów poza atmosferą ziemską
Co ciekawe, podczas gdy właściwości perowskitowe ogniwa słoneczne Zmieniając się w różnych warunkach pogodowych, pozostają niezwykle stabilne poza ziemską atmosferą. Wskazuje to na możliwość pozyskiwania energii w kosmosie – aktualnym obszarze badań, po tym jak Europejska Agencja Kosmiczna ujawniła, że zbada, czy satelity mogą wysyłać energię elektryczną z powrotem na Ziemię na początku tego roku.
Wykorzystując spektrometrię magnetycznego rezonansu jądrowego – analityczną technikę chemiczną, która wykorzystuje wysokie pola magnetyczne i częstotliwości radiowe do celowania w jądra atomowe – naukowcy mają nadzieję odpowiedzieć na nieustające pytanie: co powoduje degradację tego rodzaju materiału ogniw słonecznych na poziomie atomowym?
Dotacja ERC na rozpoczęcie działalności w wysokości 2,2 miliona funtów obejmie zakup spektrometru NMR w stanie stałym 400 MHz o wartości 900 000 funtów, z unikalnymi możliwościami, które nie są obecnie dostępne w regionie West Midlands.
Specjalnie na potrzeby tego projektu zostanie zainstalowany spektrometr, który umożliwi naukowcom badanie struktury ogniw słonecznych na poziomie atomowym. Ostatecznym celem jest poprawa trwałości tych urządzeń, aby można było na nich polegać przez dziesięciolecia.
Czy metalohalogenki mogą zastąpić krzem jako wiodący materiał na ogniwa słoneczne?
To, co już zaskoczyło naukowców, to wykonalność tych nowych materiałów na ogniwa słoneczne w zastosowaniach, w których obecnie stosowane krzemowe ogniwa słoneczne są niewystarczające: zbieranie światła w pomieszczeniach, stosowanie na bardzo elastycznych podłożach, takich jak folie i tkaniny, oraz w oknach, które wymagają, aby materiał był teraźniejszość. Częściowo przezroczysty.
Dr Dominic Kupecky, profesor nadzwyczajny na Wydziale Fizyki Uniwersytetu w Warwick i główny badacz, wyjaśnił: „To badanie pomoże zdywersyfikować zrównoważone źródła energii i zbadać więcej opcji w dążeniu do zmniejszenia zależności od paliw kopalnych.
„Chcemy dowiedzieć się więcej o tym, dlaczego te ogniwa słoneczne ulegają degradacji w różnych warunkach atmosferycznych na poziomie atomowym, abyśmy mogli zaprojektować nowe i lepsze materiały oraz zapewnić maksymalną wydajność tego nowego, zrównoważonego źródła energii”.
Doszedł do wniosku: „Krzem jest materiałem obecnie używanym w ogniwach słonecznych i chociaż te urządzenia mają długą żywotność, przekraczającą 20 lat, mają pewne ograniczenia. Ogniwa słoneczne muszą być stosunkowo grube, ale krzem jest kruchy i ulega promieniowanie kosmiczne”.
„Perowskit metalohalogenkowy pozwala nam przezwyciężyć te ograniczenia, zróżnicować sposoby pozyskiwania energii słonecznej i zastosować ją w kontekstach, których wcześniej nie przewidywaliśmy. Badanie tych materiałów będzie bardzo ekscytujące i mamy nadzieję dowiedzieć się, jak to zrobić” uczynić je bardziej stabilnymi”.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
