Perovskit mashhurlikka erishmoqda
Bugungi kunda quyosh energiyasi texnologiyalarini rivojlantirishda faol ishlanmalar olib borilmoqda. Shu bilan birga, muhandislarning eng muhim va qiyin vazifalaridan biri fotoelektrik modullar (FEM) energiya ishlab chiqarishning uzoq muddatli barqarorligini oshirishdir.
XXI asrda quyosh panellarini ishlab chiqarishda yupqa plyonkali texnologiyalarning paydo bo‘lishi ishlab chiqaruvchilar orasida perovskit minerali (kaltsiy titanati)ga katta qiziqish uyg‘otdi. Bu yer yuzidagi eng keng tarqalgan minerallardan biri bo‘lib, nemis geologlari tomonidan 170 yildan ko‘proq vaqt oldin kashf etilgan. Yaqin vaqtgacha perovskit asosan dielektrik sifatida keng qo‘llanilgan va hozirgacha undan FEMlarni yaratish uchun foydalanish hisobga olinmagan. Buning asosiy sababi energiya ishlab chiqarishda uzoq muddatli barqarorlikka erisha olmaslik edi. Ammo birinchi tajribalar vaqtidayoq perovskit quyosh elementlari elektr zaryadining o‘tkazuvchanligi «klassik» kremniydan yasalganlaridan yomon emasligini tasdiqlandi. Bundan tashqari, sanoat miqyosida kaltsiy titanatini qazib chiqarish arzonroq va uni ishlab chiqarish osonroq ekani ma’lum bo‘ldi.
Ushbu fantastik istiqbolli yarimo‘tkazgichdan energiya olishning asosiy muammosi yuqori harorat ta’sirida uning strukturasi barqarorligining tezda yo‘qolishidir. Bu kamchilikni faqat bitta yo‘l bilan — materiya qatlami ichidagi molekulalarning joylashishini qayta tartibga solish orqali bartaraf etish mumkin edi. Bu jarayon hali ham davom etmoqda va strukturaning har bir yangi modifikatsiyasi tobora barqaror, perovskit quyosh elementlari esa unumliroq bo‘lib bormoqda.
Optimal yechimlarni izlash jarayonida muhandislar tomonidan kaltsiy titanatining o‘ziga xos xususiyatlaridan foydalanishning kompromissli yechimi topildi. Natijada, perovskit qatlami elektrofaol silikon qatlami bilan parallel ravishda ishlaydigan tandem fotoelektrik batareyalar vujudga keldi. 2021-yil tajriba namunalarida bunday panellarning prototiplari 26,3%, sanoat — 23-25% samaradorlikni namoyon qildi. Shu bilan birga, hisob-kitoblarga ko‘ra, foydalanish xususiyatlarni yo‘qotmasdan tizimli yaxlitlik 3 yildan 5 yilgacha saqlanishi kerak. Bu, bir necha marta pastroq ishlab chiqarish narxi bilan, perovskit quyosh batareyalarini «klassiklar»iga juda jiddiy raqobatchiga aylantiradi.
