Perovskite solcellemetode til at gøre solenergi mere overkommelig

Hvis nogen bad dig om at satse på, hvornår solenergi først blev myndig, og du sagde halvfjerdserne, du ville have ret - men kun hvis du mente 1870'erne.

Det var da den franske opfinder og pioner for vedvarende energi Augustin Mouchot brugte sin mangfoldige ekspertise inden for matematik og fysiske videnskaber – sammen med sin store interesse for solen – til at opfinde den tidligste solcelledrevne motor.

Fremskridtene inden for solenergi har været store, siden Mouchot første gang demonstrerede sin opfindelse på verdensekspeditionen i Paris i 1878. Spol frem til i dag, og en af ​​de mest spændende udviklinger finder sted på University of North Carolina i Chapel Hill, hvor Jinsong Huang og hans forskergruppe udnytter ånden i Mouchots tværfaglige forskningstilgang for at udvikle deres egen innovation - en, der lover at indlede en ny æra med vedvarende energi til en overkommelig pris.

Huang, en professor i den anvendte fysiske videnskabsafdeling, leder et forskerhold, der omfatter eksperter fra flere områder, for at være banebrydende for en ny metode til stabilisering af perovskit-solceller.

Perovskite-solceller er blevet mere og mere populære emner for forskning i vedvarende energi, da de demonstrerer høj sol-til-el-konverteringseffektivitet til lave produktionsomkostninger. Men deres stabilitet, når de udsættes for fugt og ilt, er fortsat en kritisk hindring at overvinde, før cellerne virkelig kan blive markedsklare. Huang-gruppen løser denne udfordring med en ny metode, der vil øge modstanden af ​​perovskit-solcellerne under omgivende forhold.

"Solenergi er rigeligt. Du behøver kun at have en lille del af sollys for at skabe elektricitet, " sagde Huang. "Vores nye metode til at høste solenergi er billigere end den populære metode. Vi vil lave energi ved hjælp af solen, konvertere det til ren energi, der er overkommelig. Vi forsøger at levere elektricitet ved hjælp af ren energi, men uden at øge din regning."

I sit arbejde, Huang-gruppen samarbejder med andre afdelinger på tværs af campus, samle ekspertise fra områder som kemi, ingeniør- og materialevidenskab.

"Vi arbejder med mennesker inden for tværfaglige områder og på forskellige områder. Vores mål er at reducere omkostningerne til solenergi, og vi skal overveje, hvor overkommelig løsningen kan være, Huang sagde. "Min gruppe er virkelig forskelligartet. Vi har topforskere med baggrund i kemi, fysik, ingeniør- og materialevidenskab. At løse problemer ligger i vores blod. Vi skal arbejde med mennesker med forskellig baggrund, og vi har meget gavn af samarbejdet med andre fakulteter."

For at fremme arbejdet, Huang har nydt godt af ressourcer på tværs af universitetet, herunder Office of Technology Commercializations patenter, ophavsrets- og varemærketeam, som hjalp Huang med den intellektuelle ejendomsret.

Og Huangs innovative forskning bliver bemærket for sit potentiale, sikre bevillinger og finansiering, mens han fortsætter med at flytte forskningen fremad.

"Vi var heldige at modtage bevillinger fra Department of Energy og National Science Foundation og også fra Department of Defense. Det har været fantastisk og virkelig lovende, " sagde han. "Fremtiden er at flytte forskningen ud af laboratoriet til markedet. Industrien og universitetet bør arbejde tæt sammen for at flytte teknologien til markedet."

Huangs arbejde med solenergi skaber potentialet for, at perovskit-solceller kan produceres kommercielt til brug i ren energi og andre applikationer. Det har også potentiale til at gavne befolkninger over hele kloden.

"Måden du tænker på, hvordan du tænder for dit hus, tænd for din bil, næsten alt – det ændrer den måde, du tænker på, hvordan du får energi, " sagde han. "Når du har viden, du kan gøre livet lettere. Med et solpanel, du kan gå hvor som helst og aldrig bekymre dig om strøm til din computer, din mobiltelefon eller til din bil."

Huang bliver en del af UNC-Chapel Hill's Institute for Convergent Science, som bliver designet til at samle forskere, studerende og forskere fra mange videnskabelige discipliner for at opdage nye gennembrud, der kun kan ses gennem en sammensmeltning af synspunkter. Konvergent videnskab er en problemcentreret tilgang til forskning, der samler innovatører fra en lang række discipliner for at løse problemer i den virkelige verden. College of Arts &Sciences samarbejder med Innovate Carolina - det campusdækkende initiativ for innovation og iværksætteri - for at lancere et pilotprogram for Institute for Convergent Science inden for den eksisterende Genome Sciences Building i 2020.

Mens Huang fortsætter med at innovere inden for solenergi, han opfordrer andre fakulteter til at tænke over værdien af ​​at arbejde på tværfaglige måder, holde deres sind – og ører – åbne for værdifuld feedback. Faktisk, som han påpegede, nogle af de vigtigste indsigter, som fakultetets opfindere kan få, kommer fra dem uden for universitetet, som i sidste ende vil bruge de opfindelser, fakultetet skaber.

"Jeg lærer stadig, "Huang sagde, "men tal helt sikkert med kunder, der vil bruge dit produkt. Lyt til potentielle kunder."