En ny studie presenterar en banbrytande metod för att förbättra prestanda, stabilitet och livslängd hos solceller genom att minska skador orsakade av ultraviolett (UV) strålning.
Genom att applicera nanobeläggningar av titandioxid (TiO2) förstärkta med perfluoroctyltriklorosilan (FOTS) kan solcellernas livslängd förlängas och deras effektivitet förbättras, säger ett team av indiska forskare.
Förbättringar genom innovativa beläggningar
Studien visar att en enkel och kostnadseffektiv doppbeläggningsmetod med FOTS + TiO2-nanopartiklar ger solceller en robust skyddande yta mot UV-strålning, fukt och korrosion. Denna beläggning ökade solcellernas fyllnadsfaktor från 57,8 % till 59,3 % och höjde effektiviteten från 12,1 % till 12,4 %. Stabiliteten förbättrades med 34 % för solceller med enkel beläggning och 29 % för dubbelbelagda solceller, vilket ökade deras uppskattade livslängd från 4,1 till minst 5,6 år.
– Kombinationen av UV-skydd, ljusabsorption och självrengörande egenskaper hos TiO2-beläggningar är avgörande för att upprätthålla solcellernas prestanda, säger forskarna.
Utmaningar med UV-strålning och höga temperaturer
Solceller av kisel är centrala i omställningen till förnybar energi tack vare deras höga omvandlingseffektivitet och rikliga råmaterial. Dock står de inför långsiktiga utmaningar, särskilt i miljöer med hög UV-strålning och värme, som gradvis försämrar deras prestanda. Detta leder till minskad effektivitet och kortare livslängd.
Tidigare forskning har fokuserat på att utveckla skyddsbeläggningar för att motverka dessa problem. Titandioxid har framstått som en lovande lösning tack vare dess förmåga att blockera UV-strålning, minska reflektion och underlätta självrengöring av solcellernas yta.
Banbrytande forskningsresultat
Forskarna applicerade FOTS + TiO2-beläggningar på kiselbaserade solceller med hjälp av en enkel doppbeläggningsprocess. Detta innebar att beläggningen kunde appliceras i flera lager utan avancerad utrustning, vilket gör metoden skalbar för kommersiell produktion. Enligt resultaten absorberade beläggningen effektivt UV-strålning och minimerade skadlig påverkan på solcellerna.
Bidrag till hållbar utveckling
Studien har även betydande implikationer för FN:s globala mål för hållbar utveckling, särskilt mål 7: Hållbar energi för alla, mål 9: Hållbar industri, innovation och infrastruktur, samt mål 12: Hållbar konsumtion och produktion. Genom att förlänga livslängden på solceller och minska behovet av ersättningar bidrar denna forskning till minskad resursförbrukning och lägre kostnader för förnybar energi.
Kommersiella tillämpningar och framtidsutsikter
Den enkla och skalbara metoden för att applicera FOTS + TiO2-beläggningar erbjuder stora möjligheter för kommersiell tillämpning. Genom att integrera denna teknik i befintliga produktionslinjer kan tillverkare förbättra solcellers prestanda och hållbarhet utan betydande kostnadsökningar.
Forskningen bidrar till att lösa flera av de utmaningar som solcellstekniken står inför, vilket gör förnybar energi mer tillgänglig och pålitlig. Det är ett viktigt steg mot att skapa långvariga och effektiva energilösningar som stödjer en hållbar framtid.
Källa: Sun Energy