چگونه سلول خورشیدی را ارزان تر ، کارآمد تر و همه کاره تر می کنید؟ محققان در استنفورد می گویند ، به جای استفاده از سیلیکون از پروسکایت استفاده کنید. در حال حاضر نسخه های آزمایشی خود را از سیلیکون بهتر عمل می کنند ، ساده تر شده اند و توانایی تولید بر روی لایه های انعطاف پذیر را دارند. این یکی دیگر از راه های گفتن آنها می تواند روزی تمام نیازهای انرژی ما را حل کند.

پروسکایت اشاره به یک ساختار بلوری مشابه با آنچه در سنگ از همان نام یافت می شود. اما جایی که پروسکایت طبیعت ، اکسید تیتانیوم کلسیم است ، مواردی که برای سلولهای خورشیدی تولید می شود سرب ، قلع و ید است. این مواد به پردازش سیلیکون بسیار ساده تر است.

"ما با یک ید پرنوکیت سرب فلز آمونیوم آغاز کردیم. این ماده اولیه قاعده مند است " گیلس اپرون ، می گوید )یک پژوهشگر پیش دانشگاهی در استنفورد ، که به سختی کار می کند تا سلول جدید را زنده سازد.( "از آن زمان به بعد همه چیز را در داخل و خارج تغییر داده ایم." با جایگزینی قلع برای سرب و بروم برای ید ، محققان توانسته اند جذب کننده را تنظیم کنند. "اساسا ، شما دارای مواد نوری واقعا خوب است ، و شما می توانید هر جایی که شما می خواهید در این طیف وسیعی که ما داریم ، شکاف باند را قرار دهیم. به طور مفهومی آسان است یک نقطه نظر مهندسی را تشکیل می دهد که با کل چالش های زیادی همراه است. "

سرپرستی در میان آنها این واقعیت است که پرکنیت با قلع بسیار سریع پخته می شود. معمولا ، با رسوب پوشش چرخشی ، یک محلول از یک سوبسترا جدا می شود ، یک لایه نازک و مرطوب را ترک می کند که سپس آن را حرارت می دهد تا آن را کریستالی کند. گیلس اپرون می گوید: "با مواد بر اساس قلع ، آن را به سرعت سریع کریستال شدن به طور موثر تشکیل مواد کریستال نهایی در حالی که چرخش بود." "این پیام ها بدلیل مورفولوژى این فیلم بدست آمده است." برای تسریع روند کریستالیزاسیون و ترک فیلم به جای خشن بودن ، این تیم به ادبیات غرق شد. آنها دریافتند که با افزودن دی متیل سولفوکسید حلال ، آنها قادر به تبلور کریستال شدن بودند ، پس از آن آنها از شستشوی ضد حلال برای حذف هر مولکول دی متیل سولفوکسید باقی مانده استفاده می کردند.

در گذشته ، محققان به علت حساسیت به اکسیداسیون ، از پرکسیت بر روی قلم استفاده کرده اند. با مخلوط کردن در سرب ، گیلس اپرون موفق به ایجاد آلیاژ بود که به همان اندازه پایدار بود.

تولید پروسوییت ارزان تر و سازگار با محیط زیست نسبت به تولید سیلیکون است. در صورتی که سیلیکون نیاز به درجه حرارت 3000 درجه داشته باشد ، پرووکسیت می تواند در دمای اتاق پردازش شود. همچنین نیازی به مواد شیمیایی سمی مورد نیاز برای درمان سیلیکون نیست. شاید بزرگترین مزیت این واقعیت است که پروسکایت راه حل قابل پردازش است. این را می توان با چاپ جوهر افشان ، پوشش شکاف و پوشش اسپری استفاده کرد. سیلیکون باید به وفلهای سخت بریده شود و هرگز بر روی رول فروخته نخواهد شد.

اما قبل از اینکه سلولهای خورشیدی پروسکایت بتوانند مانند روزنامه های بسیار چاپ شده چاپ شوند ، هنوز هم مشکلاتی برای حل آن وجود دارد. سلولهای استنفورد دارای 10 لایه مختلف هستند که بین دو تا 500 نانومتر عرض می کنند. آنها نمی توانند یکدیگر را لمس کنند ، نیازی به گفتن نیست. گیلس اپرون در آزمایشگاه این کار را انجام نداده است ، زیرا این سلول کوچک ، کمتر از یک سانتیمتر است. او می گوید: "بدیهی است ، اگر می خواهید یک ماژول ایجاد کنید ، ما باید ده ها سانتیمتر تولید کنیم." "و با پردازش راه حل ، این یک سوال بدون پاسخ است که چگونه به طور موثر شما می توانید آن را حل کنید."

این همه پاسخی نیست. در حال حاضر گیلس اپرون و همکارانش در آزمایشگاه سیلیکون را برای کارآیی مورد ضرب و شتم قرار داده اند. او می گوید: "ما تلاش کرده ایم تا آن را بیشتر و بیشتر ادامه دهیم." "واقعا ، سوال باقی مانده این است که چقدر می تواند این کار را بکند؟"

مایکل آبرامز نویسنده مستقل است.