دانشمندان راهی کشف کرده‌اند تا با استفاده از «ماده معجزه‌آسا» پروسکایت [یکی از ساختارهای سه‌تایی مواد] سلول‌های خورشیدی فوق کارآمد در مقیاس تجاری بسازند.

تیمی از دانشگاه سیتی هنگ کنگ (CityU) و کالج سلطنتی لندن کشف بزرگی انجام داده‌اند که می‌تواند برای تولید انرژی تجدیدپذیر، کارایی بالایی داشته باشد و هدف رسیدن به کربن صفر را محقق کند.

از پروسکایت به دلیل ویژگی‌های چشمگیرش در مقایسه با سلول‌های خورشیدی سیلیکونی سنتی استقبال شده اما تا به حال آن‌قدر ناپایدار بوده که برای مصارف تجاری مناسب نبوده است.

انتظار می‌رود قیمت سلول‌های نسل بعدی کمتر باشد و راندمان تبدیل انرژی بالاتری داشته باشند و سبک و انعطاف‌پذیر باشند – و راه را برای کاربردهای جدیدی مانند پنجره‌هایی با شیشه‌های پوشاننده از لایه‌های نازک صفحه‌های خورشیدی باز ‌کند.

زی ولی واردنلی، استاد برجسته فیزیک در دانشگاه یوتا، در سال ۲۰۱۷، ویژگی‌های منحصربه‌فرد پروسکایت را به عنوان «باورنکردنی، یک ماده معجره‌آسا» توصیف کرد. در آن زمان به نظر می‌رسید که تا تجاری‌سازی فناوری دست‌کم یک دهه فاصله باشد؛اما این کشف می‌تواند این فرایند را به طور قابل توجهی جلو ببرد.

شیمیدانان توانستند با استفاده از یک ماده دارای فلز به نام فروسن بر ویژگی‌های دشواری‌آفرین پروسکایت فایق آیند؛ به گونه‌ای که آن را به عنوان لایه‌ای میانی بین لایه جاذب نور سلول‌های خورشیدی و لایه‌ای که الکترون‌ها را منتقل می‌کند، قرار دادند.

پروفسور نیکولاس لانگ، از بخش شیمی کالج سالطنتی لندن، گفت: «ویژگی‌های منحصربه‌فرد فروسن می تواند به غلبه بر مشکلات سلول‌های خورشیدی پروسکایت کمک کند.»

این دانشمندان با استفاده از تکنیک این پیشرفت بزرگ، اولین گروهی بودند که توانستند سلول‌های خورشیدی بسازند که بتواند در سطحی مشابه سلول‌های سیلیکونی عمل می‌کند و در عین حال پایدار می‌ماند.

آزمایش‌های سلول‌های خورشیدی جدید نشان داد که آن‌ها می‌توانند یک هزار و ۵۰۰ ساعت زیر نور مداوم کار کنند و در عین حال ۹۸ درصد از کارایی اولیه‌ خود را حفظ کنند.

دکتر ژو زونگلانگ، استادیار بخش شیمی دانشگاه سیتی، گفت: «مهم‌ترین قسمت این کار این است که ما با موفقیت‌، سلول‌های خورشیدی پروسکایت با کارایی بالا ساختیم و در عین حال پایداری امیدوارکننده‌ای ایجاد کردیم.»

«نتایج قابل اعتماد به این معنا است که تجاری‌سازی پروسکایت در راه است. هدف ما این است که تولید سلول‌های خورشیدی پروسکایت با استفاده از این مولکول جدید و روش آسان را بیشتر و به هدف جهانی پایداری کربن صفر کمک کنیم.»

محققان این طرح را در مقاله‌ای که روز پنجشنبه در مجله ساینس چاپ شد، به ثبت رساندند.