Улуу Британиядагы UCL университетинин изилдөөчүлөрү жетектеген эл аралык топ ички жарыктан натыйжалуу энергия жыйнай алган жана узак мөөнөттүү жаңы күн элементтерин иштеп чыкты. Бул жакынкы келечекте пульттар, клавиатуралар, сигнализациялар жана сенсорлор өңдүү түзүлүштөр кадимки батарейкасыз иштей алат дегенди билдирет.
Улуу Британия, Кытай жана Швейцариянын изилдөөчүлөрү кирген эл аралык топтун жетишкендигин UCL (University College London – Лондон Университет Колледжи) университети кабарлады.
https://www.ucl.ac.uk/news/2025/aug/new-solar-cells-could-power-devices-indoor-light
Аталган университеттин маалыматында көргөзүлгөндөй, изилдөө тобу жаңы кичинекей түзмөктү жаратууда перовскит деп аталган материалды пайдаланган. Ал материал акырындык менен сырткы күн панелдеринде колдонулуп келе жатат жана кремний негизиндеги салттуу күн панелдеринен айырмаланып, үй же имарат ичинде да колдонуу мүмкүнчүлүгүнө ээ. Себеби анын курамын жабык жайдагы жарыктын белгилүү толкун узундуктарын жакшыраак сиңирүүсү үчүн өзгөртсө болот.
Бирок перовскиттин негизги кемчилиги – анын кристаллдык түзүлүшүндө “капкандар” деп аталган майда дефекттердин бардыгы. Алар электрондорду энергиясы колдонулганга чейин кармап тура алат. Бул дефекттер электр агымын гана бузбастан, материалдын убакыт өткөн сайын бузулуусуна да өбөлгө түзөт.
Advanced Functional Materials журналында жарыяланган изилдөөдө илимий топ аталган мүчүлүштүктөрдү азайтуу үчүн химиялык заттардын айкалышын кантип колдонгонун сүрөттөйт. Алардын табылгасы перовскит күн панелдерин жабык жайларда колдонууга ылайыктуу кылышы мүмкүн.
Топтун жазганына караганда, алар иштеп чыккан перовскит күн элементтери жабык жайларда колдонууга ылайыктуу жана учурда сатыкта бар эң мыкты коммерциялык күн элементтерине караганда болжол менен алты эсе эффективдүү.
Мындан тышкары, алар башка перовскит түзмөктөрүнө караганда бышык жана бир нече жума же ай эмес, болжол менен беш жыл же андан көп убакыт колдонулушу мүмкүн.
Перовскит күн элементтеринин артыкчылыктары
“Аз өлчөмдөгү энергия талап кылган миллиарддаган түзмөктөр батарейканы алмаштырууга көз каранды. Бул туруктуу эмес практика жана бул сан “интернет буюмдары” көбөйгөн сайын мындан да өсөт. Азыркы учурда үй ичиндеги жарыктан энергия жыйнаган күн батарейкалары кымбат жана эффективдүү эмес.
Биз үй ичи үчүн атайын иштеп чыккан перовскит негизиндеги күн элементтери сатыктагы күн батарейкаларына караганда кыйла көп энергия топтой алат жана башка прототиптерге салыштырмалуу бышык.
Бул биздин күнүмдүк жашообузда бар айлана-чөйрө жарыгы менен иштеген электроника үчүн жол ачат”,- дейт изилдөөнүн улук автору, UCL университетинин Материалдарды изилдөө институтунун доценти Можтаба Абди Жалеби (Mojtaba Abdi Jalebi).
Изилдөө тобу алардын күн элементтери ички жарыктын 37,6%ын (жарыктуулугу 1000 люкс – жарык жакшы берилген кеңсеге барабар шартта) электр энергиясына айланта аларын аныкташты.
UCL университетинин маалыматында айтылгандай, аталган көрсөткүч 1,75 эВ (электрон-вольт) тыюу зонасынын кеңдигине ээ болуп, жабык жайларда иштөөгө оптималдаштырылган жана бул түрдөгү күн элементтери үчүн дүйнөлүк рекорд болуп эсептелет.
Изилдөөчүлөр күн элементтерин убакыт өтүшү менен канчалык жакшы иштей турганын текшеришкен.
100 күндөн ашык убакыттан кийин жаңы, атайын иштелип чыккан элементтер өзүнүн натыйжалуулугунун 92%ын сактап калган. Ал эми салыштыруу үчүн колдонулган кадимки перовскит элементтери (дефекттери жоюлбаган) болгону 76%ын гана сактаган.
Катуу шарттагы сыноо учурунда, 55 °C температурада 300 саат бою тынымсыз күчтүү жарыкта жаңы күн элементтери өзүнүн натыйжалуулугунун 76%ын сактап калган. Ал эми салыштыруу үчүн колдонулган кадимки түзүлүш болгону 47% натыйжалуулукту көргөзгөн.
“Учурда биз өнөр жай өнөктөштөр менен муну масштабдоо стратегияларын жана коммерциялык жайылтууну изилдөө боюнча сүйлөшүүлөрдү жүргүзүп жатабыз. Перовскит күн элементтеринин артыкчылыгы – алардын арзандыгында. Аларды өндүрүү үчүн Жер бетинде кеңири таралган материалдар колдонулат жана жөнөкөй иштетүү жетиштүү. Аларды гезитти баскандай эле басып чыгарууга болот”,- деп белгиледи изилдөөнүн улук автору, UCL университетинин Материалдарды изилдөө институтунун доценти Можтаба Абди Жалеби.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
Күн элементи (фотоэлектрдик элемент) – жарыкты фотоэлектрдик эффект аркылуу түздөн-түз электр энергиясына айланткан бирдик жана түзмөк. Ар бир күн элементи өзүнчө кичинекей гана энергия берет, ошондуктан аларды топтоо менен күн панелдери (фотоэлектрдик модулдар) жасалат.
Перовскит материалы – кальций титанаты (CaTiO₃) минералынын кристаллдык түзүлүшүнө ээ болгон бардык кошулмалар. Анын жалпы химиялык формуласы ABX₃ деп жазылат. Бул ABX₃ түзүлүшү ар кандай варианттарды жана алмаштырууларды жасоого мүмкүндүк берет. Натыйжада ар кандай касиеттерге ээ инженердик материалдар пайда болот, алардын ичинде күн элементтеринде жана сенсорлордо колдонулгандары да бар.
Перовскит күн элементтери – акыркы үлгүдөгү, жука катмарлуу фотоэлектрдик технология. Алар жарыкты сиңирүүчү катмар катары перовскит түзүлүшүндөгү кошулманы колдонушат.
Бул элементтер жогорку натыйжалуулукка ээ, арзан чыгым менен өндүрүүгө потенциалы бар жана көп багытта колдонууга ыңгайлуу. Алар күн нурун фотоэлектрдик эффект аркылуу электр энергиясына айлантат.
Бирок, узак мөөнөттүү иштеши жана массалык өндүрүшкө чыгаруу боюнча кыйынчылыктар бар. Учурда изилдөөлөр тез темп менен жүрүп, бул көйгөйлөрдү чечип, перовскит күн элементтерин кремний элементтерине коммерциялык альтернатива кылууга аракет көрүлүүдө.
Шилтемелер
- Маалымат макала UCL университетинин интернет баракчасындагы https://www.ucl.ac.uk/news/2025/aug/new-solar-cells-could-power-devices-indoor-light маалыматтын негизинде жазылды.
- Маалыматка негиз болгон илимий изилдөө Advanced Functional Materials https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202502152 журналында жарыяланган.
- Башкы сүрөт unsplash.com сайтынан алынды, автору Declan Sun.
- Макала ичиндеги сүрөт UCL университетинин изилдөө тобуна таандык.
