Hayat Sel Suria Kalsium Titanium Dilanjutkan Hingga 30 Tahun

Penyelidik di Universiti Princeton telah membangunkan sel suria kalsium titanit yang berdaya maju secara komersial pertama, menandakan satu peristiwa penting untuk teknologi tenaga boleh diperbaharui yang baru muncul, menurut terbitan terbaru jurnal Science. Pasukan menjangkakan peranti mereka beroperasi selama kira-kira 30 tahun pada lebih daripada standard industri, jauh melebihi 20-ambang seumur hidup tahun untuk sel solar.

Bukan sahaja peranti ini tahan lama, ia juga memenuhi piawaian kecekapan tenaga biasa. Ia adalah yang pertama seumpamanya untuk menyaingi prestasi sel berasaskan silikon.

Perovskit adalah semikonduktor dengan struktur kristal khas yang sesuai untuk digunakan dalam teknologi sel suria. Ia boleh dibuat pada suhu bilik dan menggunakan tenaga yang jauh lebih sedikit daripada silikon, menjadikannya lebih murah dan lebih mampan untuk dihasilkan.

Sel solar perovskite awal (PSC) keluar antara 2009 dan 2012 dan bertahan hanya beberapa minit. Rekod 2017 adalah tahun operasi bateri di bawah pencahayaan berterusan pada suhu bilik, manakala peranti baharu itu dapat beroperasi dalam keadaan seperti makmal selama lima tahun. Reka bentuk penetapan rekod menyerlahkan potensi tahan lama PSC, terutamanya sebagai cara untuk menolak teknologi sel suria melebihi had silikon, kata para penyelidik.

Kali ini, para penyelidik melapisi bahan yang berbeza untuk mengoptimumkan penyerapan cahaya sambil melindungi kawasan yang paling terdedah daripada pendedahan. Mereka membangunkan "lapisan penutup dua dimensi" ultranipis antara dua bahan utama: lapisan perovskite yang menyerap dan lapisan bercas yang diperbuat daripada garam kuprum dan bahan lain. Matlamatnya adalah untuk mengelakkan semikonduktor perovskite daripada terbakar dalam masa beberapa minggu atau bulan.

Para penyelidik juga mengubah suai reka bentuk berpuluh-puluh kali, menukar butiran kecil dalam geometri dan bilangan lapisan tindanan, dan bereksperimen dengan berpuluh-puluh kombinasi bahan. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa peranti baharu itu boleh menggunakan lebih daripada 80 peratus kecekapan puncak di bawah keadaan suhu purata kira-kira 35 darjah dan pencahayaan berterusan selama sekurang-kurangnya 5 tahun.

Dalam jangka panjang, perovskit boleh dibuat pada suhu bilik, kata para penyelidik, dan fabrikasi mereka mengelakkan pembakaran bahan api fosil dalam jumlah besar. Tetapi pembangunan teknologi baharu tidak bermakna bahawa PSC sebahagian besarnya akan menggantikan peranti silikon, sebaliknya melengkapkan teknologi lama, menjadikan panel solar lebih murah, lebih cekap dan lebih tahan lama, dan memperluaskan kuasa suria ke dalam kehidupan moden Lebih banyak kawasan baharu.