New-Tech Magazine | Dec 2020 | Digital Edition

מבנה סכמטי של התא הסולרי (שמאל), תמונת חתך צד במיקרוסקופ אלקטרונים של השכבות השונות. (ימין). :1 תמונה « .PNAS לקוח מהמאמר ב

אלקטרוניים והראה תכונות מעניינות בניהם בליעת אור בטווח רחב, ויכולת הולכת מטענים באור מצד אחד ולעומת זאת יכולת להיות מבודד בחושך. (חומר מעין זה נקרא מוליך למחצה). תכונות מעין אילו הינן אטרקטיביות מאד עבור תאים סולריים. מאז אותה תגלית, השימוש בחומר הפרובסקייט צבר תאוצה במהירות, והתגלו תכונות רבות נוספות כגון שינוי תכונותיו האופטיות על ידי שינויים כימיים בחומר, האפשרות לעבודה איתו בצורה פשוטה ובטמפרטורות נמוכות אשר מאפשר להשתמש בו לטכנולוגיות המבוססות על מצעים גמישים. נכון להיום פרובסקייט נוסה במספר רב של אפליקציות כגון: תאים סולריים לשימושים שונים כפי שמתואר בהמשך, התקנים פולטי אור למסכים, לייזרים וכן הלאה. נתאר באופן איכותי את הכנת התא הסולרי וקצת את תכונותיו. תהליך הכנת התא הסולרי כולל הדפסה של מספר שכבות אשר עשויות מננו-חלקיקים של מתכות מחומצנות, כאשר מבנה מעין זה יוצר מצע פורוזיבי דק מאד (מספר מיקרומטרים). אל תוך מצע זה מורחים את הפרובסקייט אשר מחלחל דרך המצע הפורוזיבי ומשלים את התא הסולרי. מתארת ציור סכמטי של התא 1 תמונה הסולרי וחתך צד של השכבות השונות אשר נעשה במיקרוסקופ אלקטרונים בעל רזולוציה גבוהה. תא סולרי מעין זה יכול לשמש למספר טכנולוגיות, כגון תאים בעלי יכולת הפקת אנרגיה ביעילות גבוהה ותאים בעלי שקיפות וצבע מסוים למשל לתחום הבנייה. כדי למדוד את יעילותם של התאים הסולריים נעשה שימוש במכשיר המדמה

התא הסולרי כעבור מספר מחזורים של שטיפה ומריחה של פרובסקייט טרי. :2 תמונה « .PNAS לקוח מהמאמר ב

את אור השמש. התאים מוקרנים באור אשר יש לו ספקטרום דומה לספקטרום השמש, ובעל עוצמה המדמה את השמש בשעות שונות ביום. במהלך המדידה מופעל על התא הסולרי מתח והזרם שהוא מייצר כתוצאה מכך נמדד. בעזרת נתונים אילו ניתן לקבל אופיין זרם-מתח אשר ממנו ניתן לחשב את יעילות התא, המתח שהוא מספק, הספקו ועוד נתונים נוספים. כפי שצוין קודם לכן טכנולוגיית תאים סולריים אילו ניתנת למחזור. כלומר ניתן לשטוף את הפרובסקייט (שהוא החומר האקטיבי בתא הסולרי) המכיל את התאים ולמרוח פרובסקייט חדש במקומו. דבר מעניין קורה כאשר בכל פעם שמורחים פרובסקייט חדש יעילות התאים הסולריים אינה יורדת ונשארת זהה ואף עולה. דבר זה מוכיח את יציבותם של המצעים המורכבים מרשת ננוחלקיקים של מתכת מחומצנת כפי שצוין קודם לכן.

מציגה את התא הסולרי לפני ואחרי 2 תמונה שטיפתו ומריחת פרובסקייט טרי. וזה עבור מספר מחזורים. פרמטר חשוב בבדיקת טכנולוגיה כלשהי ותאים סולריים בפרט הינה יציבותם. ניתן לראות מעקב אחרי יציבותם 3 בתמונה ימים. בתמונה 40 של תאים סולריים מעל כ מתוארים מספר פרמטרים חשמליים שניתן לעקוב אחריהם במהלך המדידה. כגון מתח , זרם התא במתח אפס Voc התא במעגל פתוח , ויעילות המרת FF , פקטור האידיאליות Jsc . PCE האנרגיה של תאים תוצאות אילו מראות את ההבטחה הרבה בטכנולוגיה זו, אשר בנוסף ליתרונותיה הרבים מדגימה יציבות גבוהה. אנרגיות מתחדשות משחקות לאחרונה תפקיד מרכזי בקידום האנושות, ביניהן האנרגיה הסולארית ואנרגיית הרוח. בתחום האנרגיה הסולארית, תאים סולאריים מבוססי פרובסקייט הגיעו תוך מספר שנים מועט

New-Tech Magazine l 28