חוקרי אוניברסיטת בן-גוריון מציעים סטנדרטים חדשים של תאים סולריים

חוקרים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב ובטכניון סבורים כי מלכודת אור חדשנית מאפשרת הגדלה של 30% בהפקת אנרגיה מתאים סולאריים דקים במיוחד

צוות בינלאומי של חוקרים (ישראל-הולנד-בלגיה-דנמרק-איטליה-ספרד), בראשות קבוצת החוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב (דר' מארק חנקין, דר' איריס ויסולי-פישר ופרופ' יוג'ין כץ מהמכונים לחקר המדבר ע"ש בלאושטיין, המחלקה לאנרגיה סולרית ופיסיקה סביבתית), דיווח לאחרונה על התקדמות משמעותית באנליזה של דינמיקת הפעילות של תאים, על ידי הצעת סט חדש של סטנדרטי מדידה של תאים סולריים.

הסטנדרטים החדשים מבוססים על מדידות שבוצעו בתנאי עבודה מציאותיים במרכז לאנרגיה סולרית של האוניברסיטה בקמפוס שדה בוקר, והם כוללים בתוכם את היעילות הרגעית של התא, את השתנותה במשך היום ואת הדינמיקה שלה לטווח ארוך, ובכך מאפשרים השוואה בין טכנולוגיות המרת אנרגיה פוטוולטאית שונות. האנליזה פורסמה בעיתון היוקרתי Energy and environmental science (http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ee/c7ee02956j#!divAbstract), ובה חנקין, ויסולי-פישר, כץ ושאר השותפים למחקר מאתגרים את התפיסה המקובלת לאפיון יעילות ויציבות של תאי שמש. עבודה זו היא תוצאה של שיתוף פעולה במסגרת האיחוד האירופי בתכנית COST בנושא יציבות של תאי שמש, שכץ ו-ויסולי-פישר חברים בוועדה המנהלת שלה.

פרופ' כץ: "פרובסקיטים מטלו-הלידים הם מוליכים למחצה בעלי תכונות פיסיקליות מעולות להמרה פוטוולטאית של אנרגיה סולרית לחשמל. יעילות המרת האנרגיה שלהם הגיעה כבר ל-22% וענין מיוחד קיים בפיתוח תאים סולריים משולבים של סיליקון ופרובסקיטים עם יעילות המרת אנרגיה מעל 30%. תאים משולבים כאלה יכולים להיות מיוצרים בתוספת עלות שולית ביחס לתאים סולריים מסיליקון הנפוצים כיום ולהביא למהפכה בתחום המרת האנרגיה הפוטוולטאית". יחד עם זאת, מדגיש פרופ' כץ, בניגוד לתאי שמש מסיליקון, תאי שמש פרובסקיטים משנים את יעילות המרת האנרגיה שלהם במידה ניכרת במשך היום והלילה וגם בטווחי זמן ארוכים, עובדה המגבילה את היישום הכלכלי שלהם. התנהגות כזו מקשה על חישוב סטנדרטי יעילות ויציבות תאים אלה: אם יעילות התא יורדת במשך פעילותו באור השמש במשך היום אך מחלימה במשך הלילה (או להיפך) – איך ניתן לכמת את יעילותו ארוכת הטווח, ואיך ניתן להשוות אותה לזו של תאים אחרים בעלי התנהגות דינמית שונה במשך היום?.

המאמר צוין כאחד מ-24 "מאמרים חמים" בעיתון Energy and Environmental Science לשנת 2018.

בפרסום המשך לעבודה זו https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsaem.7b00256 צוות החוקרים ניתח את המנגנונים האחראים לדינמיקה היומית וארוכת הטווח של התנהגות התאים. מחקר זה הוא צעד חשוב לקראת פיתוח של תאי שמש זולים, יעילים ויציבים מבוססי פרובסקיטים.