Compusul care face ca ardeii iuți să fie picanți crește, de asemenea, performanța celulelor solare făcute din perovskit

Credit foto: Jin Yang

Publicat: 28.01.2021

Oamenii de știință din China și Suedia au stabilit că un vârf de capsaicină, compusul chimic care dă ardeiului iute gustul picant, poate fi un ingredient secret pentru celule solare pe bază de perovskit mai stabile și mai eficiente.

Cercetarea, publicată în revista Joule, a stabilit că stropirea capsaicinei în precursorul perovskitului, triiodurii de plumb de metilamoniu (MAPbI3), în timpul procesului de fabricație, a dus la o abundență mai mare de electroni (în loc de substituenți goi) pentru a conduce curentul la suprafața semiconductorului.

Adăugarea acestei substanțe a dus la crearea unor celule solare policristaline MAPbI3 cu cel mai eficient transport al încărcăturii până în prezent, informează Techxplore.

Care este viitorul pentru celulele solare pe bază de perovskit

„În viitor, tehnologia biomaterială durabilă va fi o tendință clară în ceea ce privește materialele cu perovskit, fără plumb, netoxice”, spune Qinye Bao, autor principal al studiului de la East China Normal University. „Sperăm că acest lucru va produce în cele din urmă o celulă solară din perovskit, complet ‘verde’ pentru o sursă de energie curată”

În timp ce semiconductorii celulelor solare din perovskit, cu halogenuri metalice, reprezintă o componentă promițătoare pentru tehnologiile de celule solare de ultimă generație, acestea sunt afectate de recombinarea non-radiativă, un proces nedorit la nivel de electroni care reduce eficiența și exacerbează pierderile de căldură.

Bao și colegii săi au căutat un aditiv natural și ieftin pentru a depăși această limitare și a spori performanța celulelor solare.

„Având în vedere proprietățile electrice, chimice, optice și stabile ale capsaicinei, am constatat preliminar că ar fi un candidat promițător”, spune Bao.

Cum au testat oamenii de știință efectele capsaicinei

Pentru a testa capacitățile capsaicinei, Bao și colegii săi au adăugat 0,1% în greutate din compus (concentrația optimă determinată) într-un precursor de perovskit MAPbI3, pe care l-au folosit pentru fabricarea celulelor solare. Apoi, cercetătorii au efectuat o serie de tehnici, inclusiv spectroscopia fotoelectronă ultravioletă și spectroscopia fotoelectronică cu raze X pentru a determina modul în care capsaicina a afectat proprietățile celulelor solare.

Au descoperit că, în timp ce dispozitivele de control au arătat o eficiență de conversie a puterii de doar 19,1%, dispozitivele care conțin capsaicină au avut o eficiență de 21,88% – aproape la fel de mare ca eficiența record de 21,93% a dispozitivelor MAPbI3 monocristale. Celulele solare îmbunătățite au prezentat, de asemenea, o stabilitate îmbunătățită, menținând mai mult de 90% din eficiența inițială după 800 de ore de depozitare în aerul ambiant.