العلوم

فاصل جزيئي يساعد وحدات البيروفسكايت الشمسية الكبيرة على البقاء أطول

10 مشاهدات

واجهتان، جزيء واحد

تفقد خلايا البيروفسكايت الشمسية كفاءتها واستقرارها عند توسيع نطاقها من مربعات المختبر إلى وحدات كاملة. وقد عالج فريق من جامعة شنغهاي جياو تونغ، ومختبر CATL 21C في مختبر فوجيان للعلوم والتكنولوجيا والابتكار لأجهزة الطاقة في الصين، ومعهد شنغهاي لتحويل واستخدام الطاقة غير الكربونية، واجهتين في آن واحد.

أدخل الباحثون هيدرويوديد حمض 5-أمينوفاليريك (5AVAI) كفاصل جزيئي ثنائي الوظيفة أثناء التصنيع. ترتبط مجموعة الكربوكسيل فيه بالطبقة الجزيئية ذاتية التجميع التي تقع تحت البيروفسكايت، مما يحسّن قابلية البلل السطحي والاصطفاف الجزيئي. وتتفاعل مجموعة الأمين فيه مع البيروفسكايت وطبقات النقل، مما يشدّد التلامس بينها. ولا حاجة إلى خطوة معالجة لاحقة إضافية.

أرقام على وحدة 10 سم

مع تبلور البيروفسكايت، يهاجر جزء من 5AVAI نحو السطح العلوي، فيعالج العيوب ويخفف الإجهاد الشبكي. وباستخدام ذلك النهج في الموقع، أفاد الفريق بكفاءة تحويل للطاقة بلغت 22.31 في المئة، مع 21.69 في المئة معتمدة، على وحدات بقياس 10 سم في 10 سم بمساحة فتحة 64 سنتيمتراً مربعاً، أُنتجت بطلاء slot-die القابل للتوسع.

وأرقام المتانة لا تقل أهمية عن الكفاءة. فقد حافظت الوحدات على 95.6 في المئة من كفاءتها الأولية بعد 2,000 ساعة من التشغيل المستمر عند 75 درجة مئوية، وهي من بين أفضل النتائج المُبلَّغ عنها لوحدات البيروفسكايت واسعة المساحة.

لماذا لا يزال التوسع مؤلماً

تتجاوز خلايا البيروفسكايت صغيرة المساحة الآن 27 في المئة كفاءة، لكن نقل ذلك الأداء إلى أحجام الوحدات التجارية كان الجزء الصعب: فطلاء سطح كبير بالتساوي أمر صعب، والوصلات بين شرائح الخلايا تخلق مناطق ميتة لا تولد طاقة.

وبإصلاح قابلية البلل والتلامس البيني والإجهاد في خطوة تصنيع واحدة، يقدم الأسلوب مساراً أبسط لتصنيع منتجات بيروفسكايت طويلة العمر. وسيعتمد النشر على نطاق الشبكة على مدى صمود تلك النتائج في خطوط الطلاء الصناعية.

---

محامل برونزية وحديدية ملبدّة للآلات عالية الإنتاجية

تحوّل ميتالورجيا المساحيق المسحوق المعدني مباشرة إلى محمل نهائي في دورة كبس وتلبيد واحدة — شكل شبه نهائي، تقريبًا بدون خردة تصنيع، وتفاوتات تبقى ثابتة عبر ملايين القطع. تُنتج المحامل الملبدّة من Soperb من الحديد، والحديد-النحاس، والبرونز القصدي، والفولاذ المقاوم للصدأ (SS-304L)، بمسامية مُتحكَّم فيها تخزّن زيت التشحيم داخل المعدن مدى الحياة: جلبات ذاتية التشحيم تعمل بهدوء في المحركات والمضخات والمراوح والأدوات الكهربائية وعلب التروس وتجميعات السيارات، دون خط زيت للصيانة. تُصنَّف الدرجات وفقًا لمعايير DIN وMPIF وJIS وAMES وBSI BS 5600، بما في ذلك متغيرات مُدرَّجة بالجرافيت والنحاس للخدمة عالية الحمل ودرجة الحرارة العالية. قم بزيارة www.pmsnt.com لاختيار درجة حسب المعيار أو الحمل أو حجم العمود.

المصدر: Nature / Perovskite-Info