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    Capturando o sol:nova tecnologia de filme fino usa componentes sustentáveis ​​para painéis solares

    Perto de nossas casas e vidas, os painéis solares são mais eficientes quando são baratos e não tóxicos. A equipe DGIST preparou células solares CZTSSe em escala de laboratório, e um deles apresentou empate recorde mundial de 12,6% de eficiência de conversão. Crédito:DGIST

    Os painéis solares de película fina comercializados no mercado consistem em elementos de terras raras, como índio e gálio, ou metais altamente tóxicos como o cádmio. Ambos os tipos de painéis solares de película fina têm seus próprios problemas, como alto custo e problemas de uso em locais de moradia.

    Uma equipe de cientistas da DGIST, liderado pelo Dr. Jin-Kyu Kang e Dr. Dae-Hwan Kim, vem experimentando painéis solares feitos de elementos mais baratos e mais abundantes. Agora, eles publicaram os resultados de seu último estudo em Materiais de energia avançada . Dr. Kang elabora as razões pelas quais eles escolheram seus materiais para o estudo:"Células solares de filme fino que usam bronze (Cu-Sn) e latão (Cu-Zn) como materiais básicos são compostas de terra não tóxica abundante materiais, e têm sido estudados em todo o mundo por causa de seu baixo custo, alta durabilidade, e sustentabilidade. "

    Contudo, o uso dessas ligas na tecnologia de filme fino tem suas próprias desvantagens. Embora a eficiência teórica desses painéis corresponda às eficiências dos principais produtos do mercado, na prática, eles tendem a ter um desempenho ruim drasticamente. Isso ocorre por causa da formação de vários defeitos nos materiais, como defeito de "ponto", defeito de "superfície", e defeito de "volume", durante o "recozimento" (ou o processo de aquecimento e resfriamento para fazer um filme CZTSSe). Esses defeitos prejudicam o fluxo atual, resultando em perda de eletricidade gerada.

    Portanto, os cientistas queriam encontrar uma maneira de sintetizar CZTSSe (cobre, zinco, lata, enxofre, e selênio) filmes finos. Eles brincaram com o perfil de recozimento, que tem um forte efeito no tamanho do grão da película fina CZTSSe:quanto maior o tempo de recozimento e maior a temperatura de recozimento, quanto maiores os grãos, e menor a perda de eletricidade.

    Contudo, conforme a temperatura de recozimento e o tempo aumentam, há uma mudança nas propriedades do filme fino CZTSSe devido à decomposição. Para contornar esse problema, a equipe usou um "método assistido por líquido especial, "o que permitiu que os grãos do CZTSSe crescessem a um ritmo mais rápido. Isso significava que os grãos podiam crescer muito, mesmo em baixas temperaturas, evitando a mudança nas propriedades do filme fino CZTSSe.

    Com esta nova observação, um obstáculo significativo foi superado na busca por energia solar de baixo custo e amiga do ambiente. Dr. Kim conclui, "Nossa tecnologia tem diversas aplicações, inclusive em dispositivos eletrônicos, bens domésticos, edifícios, e veículos. A melhor parte é que as células solares CZTS estão livres das desvantagens atuais dos metais tóxicos e raros. Podemos instalar onde quisermos. "


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