ფოკუსირება ეფექტურობაზე: ტანდემი მზის უჯრედები, რომლებიც დაფუძნებულია ქალკოგენიდზე და ორგანულ მასალებზე

მზის უჯრედების ეფექტურობის გაძლიერება წიაღისეული საწვავის ენერგიის წყაროებისგან დამოუკიდებლობის მისაღწევად, პირველადი ყურადღება გამახვილებულია მზის უჯრედების კვლევაში. გუნდი, რომელსაც ხელმძღვანელობდა ფიზიკოსი დოქტორი ფელიქს ლანგი პოტსდამის უნივერსიტეტიდან, პროფესორ ლე მენგთან და პროფესორ იონგფანგ ლი, პეკინის ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიიდან, წარმატებით ინტეგრირებულ იქნა პეროვსკიტთან ორგანულ შთამნთქმელთან, რათა შეიმუშაოს ტანდემიური მზის უჯრედები, რაც აღწევს რეკორდულ ეფექტურობის დონეს, როგორც ეს იტყობინება მეცნიერულ ჟურნალში.

ეს მიდგომა მოიცავს ორი მასალის ერთობლიობას, რომლებიც შერჩევით შთანთქავენ მოკლე და გრძელი ტალღების სიგრძეებს - კერძოდ, სპექტრის ლურჯი/მწვანე და წითელი/ინფრაწითელი რეგიონები - მზის სხივების ოპტიმიზაცია. ტრადიციულად, მზის უჯრედებში ყველაზე ეფექტური წითელი/ინფრაწითელი შთამნთქმელი კომპონენტები მოდის ჩვეულებრივი მასალებისგან, როგორიცაა სილიკონი ან CIGS (სპილენძის ინდიუმის გალიუმის სელენიდი). ამასთან, ეს მასალები, როგორც წესი, მოითხოვს დამუშავების მაღალ ტემპერატურას, რის შედეგადაც ნახშირბადის მნიშვნელოვანი ნაკვალევი ხდება.

ბუნებაში ბოლოდროინდელ პუბლიკაციაში, ლანგი და მისი კოლეგები აერთიანებენ მზის უჯრედების ორი პერსპექტიული ტექნოლოგიას: პეროვსკიტს და ორგანულ მზის უჯრედებს, რომელთა დამუშავება შესაძლებელია დაბალ ტემპერატურაზე და აქვთ ნახშირბადის გავლენა. ამ ახალ კომბინაციასთან 25.7% შთამბეჭდავი ეფექტურობის მიღწევა რთული ამოცანა იყო, როგორც ფელიქს ლანგმა აღნიშნა, რომ ”ეს მიღწევა შესაძლებელი გახდა მხოლოდ ორი მნიშვნელოვანი წინსვლის შერწყმით.” პირველი მიღწევა იყო მენგისა და LI– ს მიერ ახალი წითელი/ინფრაწითელი შთამნთქმელი ორგანული მზის უჯრედის სინთეზი, რაც მისი შთანთქმის შესაძლებლობებს კიდევ უფრო აგრძელებს ინფრაწითელ დიაპაზონში. ლენგმა კიდევ უფრო შეაფასა, ”თუმცა, მზის უჯრედების ტანდემური უჯრედები პეროვსკიტის ფენის გამო შეზღუდვები შეექმნათ, რაც განიცდის ეფექტურობის მნიშვნელოვან დანაკარგებს, როდესაც მიზნად ისახავს მზის სპექტრის ლურჯი და მწვანე სეგმენტებს.