Ηλιακό πάνελ περοβσκίτη χάνει το 25% της απόδοσης σε διάστημα 9 μηνών
Οι ερευνητές μελέτησαν μια συστοιχία ηλιακών πάνελ περοβσκίτη με μικρή απώλεια παραγωγής λόγω υψηλών θερμοκρασιών και καλύτερη απόδοση από την αναμενόμενη.
Ο M. Chikao και άλλοι ερευνητές στο Εθνικό Ινστιτούτο Προηγμένης Βιομηχανικής Επιστήμης και Τεχνολογίας της Ιαπωνίας δημιούργησαν για πρώτη φορά ένα στρώμα οπτικής απορρόφησης χρησιμοποιώντας μια κρυσταλλική δομή περοβσκίτη το 1999. Σχεδόν 25 χρόνια αργότερα, οι ερευνητές εξακολουθούν να εργάζονται για τη σταθεροποίηση της ηλιακής υποβάθμισης.
Αυτή τη φορά, ερευνητές από πολλά πανεπιστήμια σε όλη τη Μεσόγειο κατασκεύασαν και ανέπτυξαν ένα ηλιακό πάνελ περοβσκίτη που διήρκεσε περίπου εννέα μήνες. Τα πάνελ υποβαθμίστηκαν περίπου κατά 25% από την αρχική τους απόδοση, πριν αντιμετωπίσουν μια καταστροφική αστοχία ενθυλάκωσης. Αυτό οδήγησε σε αστοχία μηχανικού πίνακα, καθώς τα στοιχεία φθείρουν γρήγορα τους περοβσκίτες.
Στο « Ενσωμάτωση δισδιάστατων ηλιακών συλλεκτών περοβσκίτη με βάση τα υλικά σε ένα αυτόνομο ηλιακό αγρόκτημα », τρεις ερευνητές περιέγραψαν πώς προχώρησε η συνεργασία για την πλήρη κατασκευή εννέα ηλιακών συλλεκτών περοβσκίτη 0,5 τετραγωνικών μέτρων. Τα πάνελ αποτελούνταν από 40 επιμέρους “modules” με τη συστοιχία να κορυφώνεται στα 261 watt απόδοσης, ενώ τα μεμονωμένα modules κυμαίνονταν στην έξοδο από 25 W έως 35 W. Οι συγγραφείς ανέφεραν ότι οι 360 ηλιακές κυψέλες, μετρημένες σε 1 ηλιακή ακτινοβολία, ήταν αποδοτικές κατά 12,5%±1,6.
Οι συγγραφείς παρείχαν επίσης ένα συμπληρωματικό έγγραφο που αναλύει όλα τα συστατικά που συνεπάγονται την κατασκευή ενός από τα ηλιακά πάνελ τους, ακόμη και της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται στην κατασκευή (περίπου 11,25 kWh).
Αφού αναπτύχθηκε τον Ιούνιο, το πάνελ κορυφώθηκε πάνω από 250 watt εξόδου. Το πάνελ είδε μια άμεση πτώση στην έξοδο, ακολουθούμενη από έναν σταθερό μήνα και στη συνέχεια έναν αργό, αλλά αρκετά σταθερό μείωση της αιχμής παραγωγής, κατά 20%, κατά την περίοδο Ιανουαρίου-Φεβρουαρίου. Σε εκείνο το σημείο, η υποβάθμιση της παραγωγής επιταχύνθηκε απότομα και ακολουθήθηκε από μια πλήρη αποτυχία πλαστικοποίησης, επιτρέποντας την είσοδο οξυγόνου και νερού.
Η ομάδα προτείνει ότι η αποτυχία πλαστικοποίησης οφειλόταν στη χρήση του πολυστρωματικού υλικού χαμηλής θερμοκρασίας (85 °C) που επιλέχθηκε για τη σφράγιση των ηλιακών κυψελών μέσα στο πλαίσιο του πίνακα. Ένα πολυστρωματικό υλικό χαμηλής θερμοκρασίας επιλέχθηκε ως τρόπος για να αποφευχθεί η καταστροφή των ευαίσθητων στη θερμοκρασία περοβσκιτών στη διαδικασία ελασματοποίησης, καθώς η αποδόμηση των περοβσκιτών επιταχύνεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
Μια πολύ ενδιαφέρουσα παρατήρηση είναι ότι οι απώλειες εξόδου ήταν περίπου μηδενικές καθώς οι θερμοκρασίες αυξάνονταν στους 50°C και περισσότερο. Η δήλωση του συγγραφέα, «σε αντίθεση με πολλούς ημιαγωγούς, στους οποίους το οπτικό χάσμα ζώνης (EG) μειώνεται σχεδόν γραμμικά με την αύξηση της θερμοκρασίας που σχετίζεται με τη λειτουργία των ηλιακών κυψελών, οι περοβσκίτες αλογονιδίων έχουν θετική συσχέτιση μεταξύ του διακένου οπτικής ζώνης και της θερμοκρασίας».
Οι συγγραφείς εξηγούν ότι τα κέρδη που προκύπτουν από το αυξημένο οπτικό χάσμα ζώνης πιθανότατα αντισταθμίστηκαν από έναν αριθμό αβέβαιων παραγόντων, οι οποίοι θα πρέπει να εξεταστούν σε μελλοντική έρευνα. Γενικά, στους 50 C, θα περίμενε κανείς ότι η απόδοση ενός ηλιακού πάνελ πυριτίου θα μειωθεί κατά 7,5% έως 15% από τη μέγιστη απόδοση του.