Lityum iyon piller gibi ikincil pillerin, depolanan enerji tükendiğinde yeniden şarj edilmesi gerekir.Bilim adamları, fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltmak amacıyla ikincil pilleri yeniden şarj etmenin sürdürülebilir yollarını araştırıyorlar.Son zamanlarda, Amar Kumar (TN Narayanan'ın TIFR Haydarabad'daki laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi) ve meslektaşları, güneş enerjisiyle doğrudan şarj edilebilen ışığa duyarlı malzemelerle kompakt bir lityum iyon pil kurdular.
Pilleri şarj etmek için güneş enerjisini yönlendirmeye yönelik ilk çabalar, fotovoltaik hücrelerin ve pillerin ayrı varlıklar olarak kullanılmasını kullandı.Güneş enerjisi fotovoltaik hücreler tarafından elektrik enerjisine dönüştürülür ve bu da pillerde kimyasal enerji olarak depolanır.Bu pillerde depolanan enerji daha sonra elektronik cihazlara güç sağlamak için kullanılır.Bir bileşenden diğerine, örneğin fotovoltaik hücreden aküye bu enerji aktarımı, bir miktar enerji kaybına yol açar.Enerji kaybını önlemek için, bir pilin içinde ışığa duyarlı bileşenlerin kullanımını keşfetmeye doğru bir kayma oldu.Daha kompakt güneş pillerinin oluşumuyla sonuçlanan bir pil içinde ışığa duyarlı bileşenlerin entegre edilmesinde önemli ilerleme kaydedilmiştir.
Tasarımda geliştirilmiş olmasına rağmen, mevcut güneş pillerinin hala bazı dezavantajları vardır.Çeşitli güneş pilleri türleriyle ilişkili bu dezavantajlardan birkaçı şunları içerir: yeterli güneş enerjisini kullanma yeteneğinin azalması, pilin içindeki ışığa duyarlı organik bileşeni aşındırabilecek organik elektrolit kullanımı ve pilin sürekli performansını engelleyen yan ürünlerin oluşumu. Uzun dönem.
Bu çalışmada, Amar Kumar, aynı zamanda lityum içerebilen ve sızdırmaz ve ortam koşullarında verimli bir şekilde çalışan bir güneş pili üretebilen yeni ışığa duyarlı malzemeleri keşfetmeye karar verdi.İki elektrotlu güneş pilleri genellikle elektrotlardan birinde ışığa duyarlı bir boya içerir ve bu da pil boyunca elektron akışını yönlendirmeye yardımcı olan stabilize edici bir bileşenle fiziksel olarak karıştırılır.İki malzemenin fiziksel bir karışımı olan bir elektrot, elektrotun yüzey alanının optimal kullanımında sınırlamalara sahiptir.Bunu önlemek için, TN Narayanan'ın grubundan araştırmacılar, tek bir elektrot olarak işlev görmek üzere ışığa duyarlı MoS2 (molibden disülfür) ve MoOx'tan (molibden oksit) oluşan bir heteroyapı oluşturdular.MoS2 ve MoOx'un bir kimyasal buhar biriktirme tekniği ile kaynaştırıldığı bir heteroyapı olan bu elektrot, güneş enerjisini emmek için daha fazla yüzey alanına izin verir.Işık ışınları elektrota çarptığında, ışığa duyarlı MoS2 elektronlar üretir ve aynı anda delik adı verilen boşluklar yaratır.MoOx elektronları ve delikleri ayrı tutar ve elektronları pil devresine aktarır.
Tamamen sıfırdan monte edilen bu güneş pilinin, simüle edilmiş güneş ışığına maruz kaldığında iyi çalıştığı tespit edildi.Bu pilde kullanılan heteroyapılı elektrotun bileşimi, transmisyon elektron mikroskobu ile de kapsamlı bir şekilde incelenmiştir.Çalışmanın yazarları şu anda MoS2 ve MoOx'un lityum anot ile birlikte çalıştığı ve akımın oluşmasına neden olan mekanizmayı ortaya çıkarmak için çalışıyorlar.Bu güneş pili, ışığa duyarlı malzemenin ışıkla daha yüksek etkileşimini sağlarken, bir lityum iyon pili tamamen şarj etmek için henüz optimum düzeyde akım üretmeyi başaramadı.Bu hedefi akılda tutarak, TN Narayanan'ın laboratuvarı, bu tür heteroyapı elektrotlarının günümüz güneş pillerinin zorluklarını ele almanın yolunu nasıl açabileceğini araştırıyor.
Gönderim zamanı: Mayıs-11-2022