2022 lapkričio 26 d. šeštadienis, 10:43
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
2022-11-24 06:14
Bendrovė „Energijos skirstymo operatorius“ (ESO) vykdo didžiausią išmaniosios apskaitos projektą Baltijos šalyse – diegia išmaniuosius elektros energijos apskaitos prietaisus. Kas dieną Lietuvoje virš 2 tūkst. senųjų elektros skaitiklių yra pakeičiami į naujuosius, išmaniuosius. Prieš vykdant keitim...
nuotrauka
2022-11-16 07:25
Rotaciniai vožtuvai turi daug skirtingų pritaikymų. Pavyzdžiui, kartu su pavara arba valdikliu jie apsaugo grindinį šildymą nuo per aukštos terpės temperatūros. Ką dar verta apie tai žinoti?
nuotrauka
2022-11-15 07:36
Įmonės TECHNOGAJA sukurti AMAZING KIS vėdinimo sistemų filtrai sėkmingai naudojami tiek vietos rinkoje, tiek Vokietijoje, Švedijoje, Suomijoje, Norvegijoje, žengia ir į kitas rinkas. Tokį AMAZING KIS filtrų populiarumą lemia ne tik tiesioginės, bet ir pridėtinės vertės šiuos filtrus naudojančiam bei...
nuotrauka
2022-11-11 12:02
Prieš tris mėnesius startavęs kvietimas teikti paraiškas daugiabučių namų vidaus šildymo ir karšto vandens sistemų modernizavimui įgauna pagreitį – nuo kvietimo pradžios gautos 66 paraiškos už 2,3 mln. eurų. Iš viso šiai priemonei finansuoti iš Klimato kaitos programos lėšų skirta 4 mln. eurų. Progr...
nuotrauka
2022-11-08 14:36
Pastaraisiais metais išmaniosios namų technologijos sparčiai tobulėja, jos neaplenkia ir namų apšvietimo sprendimų. Išmanusis apšvietimas ne tik padeda susikurti inovatyvius namus, bet ir sunaudoja mažiau energijos, tausoja aplinką.
nuotrauka
2022-11-04 08:31
Lapkričio 3 d. baigėsi jau antrasis šiais metais kvietimas teikti paraiškas iškastinį kurą naudojančių katilų keitimui į šilumos siurblius ar biokuro katilus. Aplinkos projektų valdymo agentūra (APVA) sulaukė dar daugiau kaip 2 tūkst. gyventojų paraiškų už 6,64 mln. eurų. Viso kvietimui buvo skirta ...
nuotrauka
2022-10-12 11:08
Bene daugiausia žalų būstuose draudikai priskaičiuoja dėl užlietų patalpų. Pastebima, kad tokios nelaimės nutinka ne tik trūkus seniems vandentiekio vamzdžiams sovietmečiu statytuose daugiabučiuose. Tokių atvejų būna ir pasirinkus mažiau kokybiškas vandentiekio sistemas arba montuotojams netinkamai ...
nuotrauka
2022-10-11 06:41
Per Europą ritantis vienai didžiausių pastarųjų metų energetikos krizių, verslas ir paprasti Lietuvos gyventojai su nerimu laukia artėjančios žiemos. Kylančios elektros energijos kainos ir baimė dėl galimų jos tiekimo sutrikimų skatina ieškoti naujų sprendimų, kurie padėtų mažinti vartojimą ir su ju...
nuotrauka
2022-10-10 07:11
Lietuvos šilumos siurblių gamintojas UAB „IGLU TECH“ šį rudenį rinkai pristato naują oras-vanduo siurblių seriją „IGLU Inuit“. Iki šiol rinkai siūliusi tik inovatyvius geoterminius šilumos siurblius „IGLU Aleut“, šiandien įmonė džiaugiasi, kad pavyko prisitaikyti prie vartotojų poreikių ir pasiūlyti...
nuotrauka
2022-10-03 15:26
Valstybinė energetikos reguliavimo taryba (VERT), išnagrinėjusi vartotojo ir AB „Vilniaus šilumos tinklai“ ginčą dėl galimai nepagrįstai skaičiuotų mokesčių už šilumos energiją bendrosioms reikmėms, priėmė sprendimą vartotojo reikalavimą atmesti.
nuotrauka
2022-09-22 10:47
Netrukus bus metai, kaip Simona ir Jonas Nainiai gyvena ilgai kurtuose svajonių namuose. Prieš čia įsikeliant teko ne vieną mėnesį jaustis be vietos, nors ir puikioje kompanijoje, glaudžiantis po draugų stogu – kantriai laukti kaip taisyklė užsitęsusios būsto statybų ir finalinių įrengimo darbų paba...
nuotrauka
2022-09-20 07:44
Termostatiniai maišymo vožtuvai yra aukštos kokybės jungiamosios detalės, būtinos palyginti pigioje ir lengvai montuojamoje instaliacijoje. Vožtuvai užtikrina energijos vartojimo efektyvumą ir naudojimo patogumą buitinio karšto vandens įrenginiuose. Dėl daugybės privalumų ir ilgalaikės naudos termos...
nuotrauka
2022-09-19 07:02
Nuolat tobulėjančiame statybos ir inovacijų pasaulyje KAN, Lenkijos vandens tiekimo ir paviršinio šildymo sistemų gamintojas ir tiekėjas, yra vienas iš pripažintų lyderių tiek Lenkijoje, tiek tarptautiniu mastu.
nuotrauka
2022-09-06 11:33
Valstybinė energetikos reguliavimo taryba (VERT) išnagrinėjo ginčą tarp vartotojo ir UAB „Kauno energija“ dėl mokesčių už šilumos energiją.
nuotrauka
2022-08-22 13:47
Besitęsiant įtemptai geopolitinei situacijai ir augant energetinių išteklių kainoms, labai aktualus išlieka verslo įmonių efektyvus gamtinių dujų vartojimas. „Ignitis“ ir „Mepco“ ragina ne tik galvoti apie energetinio efektyvumo sprendimus, bet juos ir diegti. Ekspertai teigia, kad didelių investici...
nuotrauka
2022-08-09 12:00
Vilniuje užbaigtas pirmasis išmanaus vandentiekio diegimo etapas ir dar šiemet išmanieji vandens skaitikliai pasieks sostinės gyventojų namus. Galutinai įdiegus pirmąjį tokį regione išmanųjį vandentiekį, gyventojams nebereikės patiems fiksuoti ir deklaruoti vandens skaitiklių rodmenų, o nauja sistem...
nuotrauka
2022-08-03 10:18
Pirmą kartą po Rusijos pradėto karo iš Ukrainos į Lietuvą atvežtas didelės galios transformatorius, kurį bendrovės „Energijos skirstymo operatorius“ (ESO) darbuotojai pasitiko simboliškai – nuo sunkvežimio stambų krovinį nukėlė Ukrainos vėliavos – geltonos ir mėlynos – spalvų kranai.
nuotrauka
2022-07-26 08:17
Aplinkos projektų valdymo agentūra (APVA) sulaukė 2 947 gyventojų paraiškų už 9,52 mln. eurų dėl taršių katilų keitimo į šilumos siurblius ar biokuro katilus. Viso tam skirta buvo 13 mln. eurų.
nuotrauka
2022-07-18 13:34
Aštrėjant geopolitinei situacijai ir augant energetinių išteklių kainoms, „Ignitis“ ragina verslo įmones pagalvoti apie energetinio efektyvumo sprendimus, kurie gali realiai sumažinti mėnesio išlaidas už dujas ir elektrą. Ekspertai teigia, kad įdiegus energetinio efektyvumo sprendimus verslo įmonių ...
nuotrauka
2022-07-14 14:09
Jau netrukus Lietuvos energetikoje prasidės skaitmeninis virsmas – kiekvieno namus pasieks bendrovės „Energijos skirstymo operatorius“ (ESO) diegiami išmanieji elektros skaitikliai. Skaičiuojant naujųjų skaitiklių suteikiamą naudą, galima išskirti keletą svarbių aspektų: gyventojams nebereikės patie...

Statybunaujienos.lt » Inžinerinės sistemos