Las diminutas células solares se empaquetan juntas para producir micro lentes similares a los ojos de los insectos, ayudando a los científicos a resolver los principales obstáculos al desarrollo de la PV perovskita, sentando las bases para una nueva generación de generación fotovoltaica avanzada.
'Ilustración' Un stent en una célula solar compuesta llena de perovskita después de una prueba de fractura.
En un estudio, el equipo de investigación de Stanford utilizó un diseño estilo insecto para proteger los materiales fotovoltaicos frágiles de perovskita que no se deterioraron rápidamente cuando se vieron afectados por el calor, la humedad o el estrés mecánico. Reinhold Dauskardt, profesor de ciencias de materiales e ingeniería en el estudio, dijo: "Perovskite es un material prometedor y de bajo costo que convierte la luz solar en energía eléctrica, al igual que las células solares de silicio tradicionales. El problema es que la perovskita Los materiales minerales son extremadamente inestables y mecánicamente frágiles, y son casi imposibles de sobrevivir en el proceso de fabricación y son menos capaces de hacer crecer su vida en el medio ambiente.
La mayoría de los equipos solares, como los paneles de techo, utilizan el diseño gráfico, pero este método no funciona bien en los paneles solares de perovskita. El graduado Nicholas Rolston es copresidente de E & ES Research, La perovskita es el material más frágil en nuestro laboratorio, y esta fragilidad de la perovskita está relacionada con estructuras cristalinas similares a sales, que tienen propiedades mecánicas similares a la sal.
Ojos de moscas
En respuesta al desafío de la durabilidad, el equipo de Stanford transformó las ideas de investigación en criaturas naturales. Dauskardt explica: "Nos inspiran los insectos voladores, que contienen cientos de pequeños ojos. Tiene una hermosa forma de panal, si tú Parte perdida, el resto seguirá funcionando, cada parte es muy frágil, se protegen fácilmente alrededor de la pared del andamio.
Los investigadores utilizaron un ojo compuesto para hacer una célula solar compuesta que consiste en una amplia gama de células de panal microcristular de perovskita, cada una encapsulada en un soporte hexagonal con un ancho de tan solo 0,02 pulgadas (500 micras). Ampliamente utilizado en electrónica barata para la industria de la microelectrónica ", dijo Ruston," tiene elasticidad en el estrés mecánico y es menos probable que se rompa ".
Las pruebas realizadas durante el estudio mostraron que los andamios tenían poco efecto sobre la capacidad de las perovskitas para convertir la luz en energía eléctrica. "Logramos casi la misma eficiencia de conversión de energía en cada pequeña batería de perovskita de células solares de panel plano, Dauskardt dijo: "Así que logramos un aumento significativo en la resistencia a las grietas sin perder la eficiencia de conversión".
Durabilidad
¿Pero pueden los nuevos equipos resistir el alto calor y la alta humedad de los paneles solares de techos tradicionales? Los investigadores han descubierto que las celdas de perovskita están expuestas a una temperatura de 185 grados Fahrenheit (85 grados Celsius) y 85% de humedad relativa durante 6 semanas. En condiciones extremas, las células continúan generando electricidad a mayores eficiencias.
Dauskardt y sus colegas han presentado una patente provisional las nuevas tecnologías con el fin de mejorar la eficiencia de conversión, que son ligeros en las nuevas formas de destacar núcleo perovskita dispersa de cada investigación de las células. 'Estamos muy contentos con estos resultados,' dijo, 'este es un nuevo método de diseño de células solares, estas células también están a la moda, por lo que las aplicaciones del mundo real pueden traer algún momento estética de vista interesante.' otros co-autores investigación post-doctoral de la Universidad de Stanford E & eS investigador Brian Watson y Adam Printz.