2024 kovo 28 d. ketvirtadienis, 18:03
Reklama  |  facebook

KTU mokslininkai sukūrė medžiagas ypač aukšto efektyvumo saulės elementams

2021-12-13 10:39
KTU chemikų susintetintos medžiagos buvo panaudotos aktyviojo saulės elemento sluoksnio pasyvavimui, taip pasiekiant labai aukštą 23,9 proc. efektyvumą bei ženkliai pagerino prietaiso stabilumą. Mokslininkai iš Lozanos federalinio technologijos instituto (EPFL), Šveicarija, išbandė šį metodą konstruojant perovskitų saulės mini modulius, kurių aktyvus plotas beveik 300 kartų didesnis nei standartinių, laboratorinėmis sąlygomis testuojamų perovskitų saulės elementų. Šie mini moduliai pasiekė rekordinį 21,4 proc. saulės energijos konversijos efektyvumą.
nuotrauka
Vienas iš išradimo autorių, KTU vyriausiasis mokslo darbuotojas dr. Kasparas Rakštys. KTU nuotr.


Minimos įmonės
KTU Cheminės technologijos fakultetas,
Perovskitų saulės elementai (angl. perovskite solar cells, PSCs) yra viena sparčiausiai besivystančių saulės elementų technologijų pasaulyje. Tokie elementai yra plonasluoksniai, lengvi ir gali būti lankstūs, gaminami iš nebrangių medžiagų. Vis dėlto šio tipo saulės elementai vis dar susiduria su pagrindine problema – gan greita perovskito degradacija veikiant atmosferos sąlygomis, todėl ieškoma būdų kaip tai išspręsti.

Pasyvavimas – tai paprastas, bet labai efektyvus būdas pagerinti perovskitų saulės elementų stabilumą ir šiuo metu laikomas pagrindiniu metodu, siekiant pašalinti perovskitinių medžiagų defektus bei jų neigiamą įtaką. Pasyvuotas perovskito paviršius tampa atsparesnis aplinkos poveikiui, pavyzdžiui, temperatūrai ar drėgmei, ir stabilesnis – prailgėja prietaiso veikimas.

KTU sukurtos medžiagos panaudotos mini saulės moduliuose

Grupė Kauno technologijos universiteto (KTU) chemikų kartu su mokslininkais iš Kinijos, Italijos, Lietuvos, Šveicarijos bei Liuksemburgo mokslo centrų, panaudodami pasyvavimo metodą ženkliai pagerino perovskitinių saulės elementų stabilumą. Pasyvuojant perovskito paviršius tampa chemiškai neaktyviu, taip efektyviai pašalinant gamybos metu atsiradusius perovskitų defektus. Rekordą pasiekusių mini saulės modulių perovskito sluoksnio paviršius buvo padengtas KTU chemikų sukurtomis medžiagomis.

Mini_modulis,_pasiekęs_efektyvumo_rekordą

Mini modulis, pasiekęs efektyvumo rekordą.
KTU nuotr. 

„Pasyvavimas taikytas ir anksčiau, tačiau iki šiol, pasyvuojant ant tradicinio tridimensinio (3D) perovskito šviesos absorberio buvo formuojamas dvidimensinis (2D) perovskito sluoksnis, kuris apsunkina krūvininkų judėjimą, ypač esant aukštesnei temperatūrai. To labai svarbu išvengti, nes saulės elementai gerokai įkaista“, – sako vienas iš išradimo autorių, KTU vyriausiasis mokslo darbuotojas dr. Kasparas Rakštys.

Siekdama įveikti šią problemą, tarptautinė mokslininkų komanda atliko tyrimą, kurio metu buvo įvertinta mažiausia energija, reikalinga 2D perovskitams susidaryti. 3D perovskito sluoksnio paviršius buvo pasyvuotas skirtingais KTU susintetintais fenilendietilamonio jodido izomerais, kurių molekulinės formulės yra vienodos, tačiau jų atomai erdvėje yra išsidėstę skirtingai, o tai nusprendžia 2D perovskito susidarymo galimybę.

„Tyrimas pasirodė esąs labai veiksmingas siekiant išvengti neigiamo pasyvavimo poveikio saulės elementams. Išsiaiškinta, kad veiksmingiausia pasyvacija pasižymi izomeras, kuriame pasyvaciniai centrai yra išsidėstę arčiausiai vienas kito. Tai apsunkina 2D perovskitų susidarymą dėl erdvinių trukdžių. Įdomu tai, kad erdvinis trukdymas naudojamas ir kitose srityse kaip įrankis norint išvengti nepageidaujamų reakcijų arba jas sulėtinti“, – pasakoja KTU mokslininkas.

Prestižiniame mokslo leidinyje – lietuvių pavardės

Mokslinis straipsnis, kuriame skelbiamas atliktas tyrimas, buvo publikuota viename prestižiškiausių pasaulyje mokslo žurnalų „Nature Communications“.

Šiuo metu KTU mokslininkai bendradarbiaudami su kolegomis užsienyje kuria funkcines, skyles transportuojančias medžiagas bei naujas perovskitų kompozicijas. „Tarptautininis bendradarbiavimas moksle ypatingai svarbus, neįmanoma aprėpti visų sričių dirbant tokioje tarpdisciplinėje sferoje, kur reikalingos tiek chemijos, tiek fizikos, tiek ir medžiagų mokslo žinios“, - teigia K. Rakštys, kuris baigęs Taikomosios chemijos magistro studijas KTU pasirinko doktorantūros studijas Šveicarijoje, vėliau stažavosi Australijoje, o šiuo metu ir vėl darbuojasi KTU.

„Praleidęs daugiau nei 6 metus prestižinėse užsienio mokslo institucijose nusprendžiau, kad savo mokslines idėjas galiu realizuoti Lietuvoje, ir taip prisidėti prie sėkmingo Lietuvos mokslo augimo ir populiarinimo. Tikiu, kad darbas savo šalyje gali teikti daugiau prasmės, įkvėpimo ir savirealizacijos. Prie tokio apsisprendimo stipriai prisidėjo MJJ fondo skirta finansinė parama“.

„Sintetiname, testuojame bei siekiame pritaikyti naujas medžiagas efektyvesnių ir stabilesnių saulės elementų gamybai. Ši sritis labai patraukli, nes perovskitų saulės elementai šiuo metu yra viena sparčiausiai augančių technologijų, o sėkminga jų komercializacija galėtų prisidėti prie klimato kaitos sprendimo būdų“, – sako KTU tyrėjas K. Rakštys.

Tai – ne pirmasis KTU mokslininkų išradimas, pelnęs Lietuvai pasaulinį rekordą. KTU chemikai drauge su Berlyno „Helmholtz-Zentrum“ (HZB) mokslinių tyrimų instituto fizikais pagerino tandeminių silicio-perovskito saulės elementų efektyvumą, kuris šiuo metu siekia 29,8 proc. – tai pasaulinis šio tipo elementų rekordas.

Šaltinis: Cheng Liu, Yi Yang, Kasparas Rakstys, Arup Mahata, Marius Franckevicius, Edoardo Mosconi, Raminta Skackauskaite, Bin Ding, Keith G. Brooks, Onovbaramwen Jennifer Usiobo, Jean-Nicolas Audinot, Hiroyuki Kanda, Simonas Driukas, Gabriele Kavaliauskaite, Vidmantas Gulbinas, Marc Dessimoz, Vytautas Getautis, Filippo De Angelis, Yong Ding, Songyuan Dai, Paul J. Dyson & Mohammad Khaja Nazeeruddin. Tuning structural isomers of phenylenediammonium to afford efficient and stable perovskite solar cells and modules. Nat Commun, 12, 6394, (2021). Prieiga čia.

Statybunaujienos.lt



Inžinerinės sistemos

nuotrauka
2024-03-25 15:47
Tarptautinė žaliosios energetikos bendrovė „Ignitis renewables" pasirašė 82 mln. eurų finansavimo sutartį su Europos investicijų banku (EIB) ir Šiaurės investicijų banku (NIB) dėl 94 megavatų (MW) Pomeranijos vėjo parko Lenkijoje.
nuotrauka
2024-03-22 12:06
Netinkami pastatų projektavimo sprendimai vėliau gali lemti ne tik dar didesnes išlaidas, bet ir sveikatos problemas. Dėl prastai suprojektuotų vėdinimo sistemų gyventojai gali susidurti su pelėsiu, kurio išnaikinimas neretai tampa neįmanomas.
nuotrauka
2024-02-13 07:46
Šilumos siurbliai jau tapo įprasta Lietuvos gyventojų namų dalimi. Įmonės INDUSTEK ekspertai pastebi, kad vartotojai vis sparčiau atsisako šildymo kietu kuru ir noriau renkasi šilumos siurblius. Bene populiariausi Lietuvoje yra universalieji „Daikin Altherma“ oras-vanduo šilumos siurbliai. Šis šildy...
nuotrauka
2024-02-12 12:12
Išmaniuosius skaitiklius gaminanti ir juos eksportuojanti lietuvių kompanija „Elgama-Elektronika" praėjusiais metais skaičiavo rekordinį grynąjį pelną, kuris augo daugiau nei 14 kartų ir siekė 4,6 mln. eurų (2022 m. – 0,32 mln. eurų), o apyvarta augo beveik du kartus iki 41,37 mln. eurų (2022 m. – 2...
nuotrauka
2024-02-07 07:27
Naujos kartos „hansgrohe iBox universal 2“ – tai patobulintas „hansgrohe iBox universal“, kuris nepraranda populiarumo jau 23-jus metus. Patobulinto įrenginio esmė – novatoriška paslėpta potinkinė technologija „iBox universal 2“, kuri idealiai tinka vonios kambariui įrengti.
nuotrauka
2024-02-06 10:38
Mus nuolat supa galybė ligų sukėlėjų bei bakterijų. Jie aktyvūs būna ten, kur lankosi daug žmonių, pavyzdžiui, ligoninėse, mokyklose, sporto klubuose, biuruose. Pasak specialistų, ypač šaltuoju metų laiku, kai gerokai padaugėja kosinčių ir čiaudinčių žmonių, užkrečiamų ligų prevencijai gali būti pan...
nuotrauka
2024-01-26 06:34
Prie nuosavų namų įprastai yra pristatomos ir lauko terasos, nes sėdėti namie užsidarius tarp keturių sienų nusibosta, todėl norisi ištrūkti ir į gryną orą. Vasarą tai nesukelia jokių nepatogumų, tačiau ankstyvą pavasarį ir vėlų rudenį, kai lauke vėsoka, nelabai jauku sėdėti terasoje. Bet vien dėl t...
nuotrauka
2024-01-24 13:40
Prognozuojama, kad iki 2035 m. elektromobilių skaičius pasaulyje išaugs septynis kartus nuo 10,5 mln. (2022 m.) iki 74,5 mln. (2035 m.). Ekspertų skaičiavimu, vien tik elektromobilių įkrovimui elektros poreikis 2030 m. pasaulyje sieks 655 TWh. Apie 45 proc. elektros pastatuose sunaudos elektromobili...
nuotrauka
2024-01-19 10:00
Prabėgus šventiniam šurmuliui ir prasidėjus naujiems kalendoriniams metams, daugelis ima vykdyti sau duotus pažadus: pradėti sportuoti, sveikai maitintis ar atsikratyti žalingų įpročių. Specialistų teigimu, vienas iš nepelnytai pamirštamų naujametinių įsipareigojimų – elektros energijos suvartojimo ...
nuotrauka
2024-01-08 09:45
Didesnis komfortas, efektyviai vartojama energija ir proporcingai mažėjančios komunalinės išlaidos. Tokie reikalavimai gali būti įgyvendinti, jei pastato įranga yra sujungta į bendrą naujos kartos išmanųjį skaitmeninės namų sistemos JUNG HOME tinklą. Pastarąjį Lietuvoje šiuo metu gali kvalifikuotai ...
nuotrauka
2024-01-03 09:39
Nors gyventojams žadėta, kad šiemet šildymo išlaidos bus mažesnės nei praėjusiais metais, sulauktos pirmosios sąskaitos signalizuoja atvirkščiai – mokėti kai kuriems teks netgi daugiau. Vienas iš būdų efektyviai mažinti energijos suvartojimą ir taupyti nepriklausomai nuo valdžios sprendimų, bute ar ...
nuotrauka
2023-12-27 13:06
Elektriniai katilai – tai alternatyva tradicinėms šildymo sistemoms. Šie katilai yra atsakas į šiuolaikinius energetikos iššūkius: jie mažina priklausomybę nuo iškastinio kuro, yra ekologiški ir gali būti efektyvus sprendimas daugelyje situacijų. Be to, dėl savo paprastos konstrukcijos ir saugumo, e...
nuotrauka
2023-12-05 09:54
Artėjant Kalėdoms, norisi namus papuošti elektrinėmis girliandomis ir dekoracijomis, tačiau dažną stabdo dvejonės, kaip tokios puošmenos gali išauginti sąskaitas už elektrą. Ekspertai sako, kad vienareikšmiškai pasakyti, kiek elektros sunaudos kalėdinės dekoracijos, yra sudėtinga, nes tai priklauso ...
nuotrauka
2023-11-29 09:57
Kaip tvariai su minimaliai neigiamu aplinkai poveikiu gaminti energiją iš atsinaujinančių šaltinių: saulės, vėjo ir vandens? Kaip išsisukti nenaudojant iškastinio kuro? Šiuos ir kitus klausimus praėjusią savaitę kėlė šalies inžinerinė bendruomenė Projektų ekspertizės ir gaisro saugos įmonių asociaci...
nuotrauka
2023-11-28 09:42
Vėstant orams gyventojams vėl pradeda kilti klausimai dėl šildymo – norima, kad kambariuose būtų komfortiška temperatūra, tačiau baiminamasi didesnių sąskaitų. Įtaką sąskaitų dydžiui daro ne tik šilumos suvartojimas, kurį lemia lauko oro temperatūra, drėgmė, vėjo stiprumas, pastato energetinis efekt...
nuotrauka
2023-11-10 11:26
Šviesos jungiklis, kištukinis lizdas ar termostatas ilgą laiką buvo svarbūs tik dėl savo funkcijų, neteikiant per daug reikšmės jų išvaizdai ir derėjimui interjere. Dizainerių teigimu, būtina griauti mitą, kad šie prietaisai privalo būti tik balti: jų spalvą ir formą apsprendžia vieta interjere.
nuotrauka
2023-10-30 11:36
Išmaniųjų namų sistemos daugeliui jau nėra naujiena. Jos vis dažniau yra diegiamos ne tik gyvenamuosiuose būstuose, bet ir biuruose, viešbučiuose ar kituose dideliuose pastatuose. Jungiklių ir protingų namų sistemų centras „JUNG Vilnius" kartu su įmone „SoulWood LT" nusprendė, jog protingo namo sist...
nuotrauka
2023-10-30 07:10
Viena didžiausių energetikos bendrovių Baltijos šalyse „Enefit“ pasirašė sutartį su prekybos tinklu „Norfa“ dėl viešojo įkrovimo stotelių įrengimo. 107 skirtingose prekybos tinklo stovėjimo aikštelėse visoje Lietuvoje iš viso bus įrengta mažiausiai naujų 250 įkroviklių, kuriuose vienu metu bus galim...
nuotrauka
2023-10-19 11:37
Namuose turime daug įvairių prietaisų, kuriuos tenka nuolat įkrauti – nuo telefonų, akumuliatorinių žoliapjovių, robotų iki automobilių. Milijonai žmonių įvairius prietaisus palieka įkrauti nakčiai ar net išėję iš namų. Energijos specialistas atskleidžia, kokius saugaus prietaisų įkrovimo aspektus t...
nuotrauka
2023-10-18 11:30
Vilniaus miesto savivaldybė dar šiais metais planuoja daugiau nei 20 švietimo, sporto, kultūros įstaigų, sveikatos priežiūros ir socialinių paslaugų įstaigų aprūpinti nutolusiomis saulės elektrinėmis. Žaliąją energija apsirūpins ir pati Savivaldybė, Vilniaus Rotušė bei Energetikos ir technikos muzie...

Statybunaujienos.lt » Inžinerinės sistemos