Forskere bruger polystyren til at gøre næste generations solpaneler endnu billigere

Forskere fra University of Manchester bruger polystyrenpartikler frem for dyre polymerer til at lave den næste generation af solceller, som bruges til at lave solpaneler, mere stabil og endnu billigere.

Trækket kan reducere omkostningerne ved produktion og fremstilling af solcellerne betydeligt, gøre strøm billigere i fremtiden for offentligheden på et tidspunkt, hvor energipriserne stiger.

Forskningen, udgivet af The Royal Society of Chemistry i tidsskriftet Nanoskala , viser, hvordan forskere ved University of Manchester bruger isolerende polystyrenmikrogelpartikler til at reducere omkostningerne og forbedre stabiliteten af ​​Perovskite -solceller eller PSC'er.

PSC'er er en ny form for solpanel og betragtes som en af ​​de ti bedste nye teknologier af World Economic Forum. Dette skyldes, at de har hidtil usete stigninger i deres effektivitetseffekt og muligvis har relativt lave omkostninger pr. Watt.

Solpaneler er nu almindelige på huse og bygninger i hele Storbritannien, men deres udbredte anvendelse er stadig hæmmet af høje produktionsomkostninger. Disse traditionelle fotovoltaiske (PV) paneler indeholder silicium for at høste det lys, der omdannes til energi, men det er dyrt, energikrævende materiale at producere. Nyere forskning har vendt sig til solceller ved hjælp af en billigere forbindelse, perovskit, som det lette høstlag i stedet for silicium.

PSC strømkonverteringseffektivitet nærmer sig nu paritet med etableret solcelle -PV -teknologi, som tog årtier at nå. Så, med potentiale for at opnå endnu højere effektiviteter på meget kortere tid og deres relativt lave produktionsomkostninger, PSC'er bliver nu mere kommercielt attraktive.

Imidlertid, nuværende PSC'er bruger typisk organometallisk halogenidperovskit (OHP) som en lysabsorber, som let nedbrydes når det udsættes for vand. Dette gør deres praktiske brug begrænset, især i det britiske klima. Cellerne er også afhængige af et hultransportlag, som fremmer effektiv bevægelse af elektrisk strøm efter udsættelse for sollys. Men fremstilling af de organiske hultransportmaterialer er meget dyrt, og disse mangler langsigtet stabilitet. Det er her brugen af ​​isolerende polystyrenmikrogelpartikler kommer ind.

Professor Brian Saunders, Professor i polymer- og kolloidkemi fra School of Materials ved University of Manchester, siger:"Mere forskning er påkrævet for at realisere det fulde potentiale i den spændende PSC-teknologi. Forbedring af PSC-stabilitet og reducering af dyrt hultransportmateriale (HTM) er to aspekter, der får større opmærksomhed. Derfor er vi ser på, hvordan man bedst producerer PSC'er, hold dem tørre og gør dem endnu mere kommercielt levedygtige i fremtiden. "

Han forklarer:"Perovskitlaget i solceller er ikke i sig selv ustabilt, men det nødvendige HTM -lag er. HTM -lag fremstillet af samlede polymerer er tynde, men de er også relativt dyre og bidrager med en betydelig del af solcellens samlede omkostninger. I denne undersøgelse brugte vi polystyren, hvilket er 1 ti tusindedel af omkostningerne ved polymerer til fremstilling, og er også hydrofob, hvilket hjælper med at forbedre PSC'ernes stabilitet. Samlet set opvejer den øgede stabilitet og lavere produktionsomkostninger enormt noget af den reducerede effektivitet. "

Fremover er prof. Saunders ivrig efter at forfine mikrogelmetoden yderligere for at minimere virkningen på effektivitet og arbejde med at reducere giftigt blyindhold i PSC'er.