Ikkilamchi batareyalar, masalan, lityum-ion batareyalar, saqlangan energiya tugagandan so'ng qayta zaryadlanishi kerak.Qazib olinadigan yoqilg'iga bog'liqlikni kamaytirish maqsadida olimlar ikkilamchi batareyalarni qayta zaryadlashning barqaror usullarini o'rganishmoqda.Yaqinda Amar Kumar (TIFR Haydaroboddagi TN Narayanan laboratoriyasining aspiranti) va uning hamkasblari to‘g‘ridan-to‘g‘ri quyosh energiyasi bilan to‘ldirilishi mumkin bo‘lgan fotosensitiv materiallarga ega ixcham litiy-ionli batareyani yig‘ishdi.
Batareyalarni zaryad qilish uchun quyosh energiyasini yo'naltirish bo'yicha dastlabki sa'y-harakatlar fotovoltaik xujayralar va batareyalarni alohida ob'ektlar sifatida ishlatgan.Quyosh energiyasi fotovoltaik xujayralar tomonidan elektr energiyasiga aylantiriladi va natijada batareyalarda kimyoviy energiya sifatida saqlanadi.Ushbu batareyalarda saqlanadigan energiya elektron qurilmalarni quvvatlantirish uchun ishlatiladi.Bir komponentdan ikkinchisiga, masalan, fotovoltaik hujayradan batareyaga energiyaning bu o'rni energiyaning biroz yo'qolishiga olib keladi.Energiya yo'qotilishining oldini olish uchun batareyaning o'zida fotosensitiv komponentlardan foydalanishni o'rganishga o'tish bo'ldi.Batareya ichiga fotosensitiv komponentlarni birlashtirishda sezilarli yutuqlarga erishildi, natijada yanada ixcham quyosh batareyalari paydo bo'ldi.
Dizayni yaxshilangan bo'lsa-da, mavjud quyosh batareyalari hali ham ba'zi kamchiliklarga ega.Har xil turdagi quyosh batareyalari bilan bog'liq bo'lgan ushbu kamchiliklardan ba'zilari quyidagilardan iborat: quyosh energiyasini etarli darajada ishlatish qobiliyatining pasayishi, batareya ichidagi fotosensitiv organik komponentni korroziyaga olib kelishi mumkin bo'lgan organik elektrolitlardan foydalanish va batareyaning barqaror ishlashiga xalaqit beradigan yon mahsulotlarning paydo bo'lishi. uzoq muddatli.
Ushbu tadqiqotda Amar Kumar yangi fotosensitiv materiallarni o'rganishga qaror qildi, ular litiyni ham o'z ichiga oladi va oqishdan himoyalangan va atrof-muhit sharoitida samarali ishlaydigan quyosh batareyasini yaratadi.Ikki elektrodga ega quyosh batareyalari odatda elektrodlardan birida fotosensitiv bo'yoqni o'z ichiga oladi, bu batareya orqali elektronlar oqimini boshqarishga yordam beradigan stabillashtiruvchi komponent bilan jismoniy aralashtirilgan.Ikki materialning jismoniy aralashmasi bo'lgan elektrod elektrodning sirt maydonidan optimal foydalanishda cheklovlarga ega.Bunga yo'l qo'ymaslik uchun TN Narayanan guruhi tadqiqotchilari bitta elektrod vazifasini bajarish uchun fotosensitiv MoS2 (molibden disulfidi) va MoOx (molibden oksidi) ning geterostrukturasini yaratdilar.MoS2 va MoOx kimyoviy bug 'cho'ktirish texnikasi bilan birlashtirilgan heterostruktura bo'lib, bu elektrod quyosh energiyasini yutish uchun ko'proq sirt maydoniga imkon beradi.Yorug'lik nurlari elektrodga tushganda, fotosensitiv MoS2 elektronlar hosil qiladi va bir vaqtning o'zida teshiklar deb ataladigan bo'sh joylarni hosil qiladi.MoOx elektronlar va teshiklarni bir-biridan ajratib turadi va elektronlarni batareya pallasiga o'tkazadi.
To'liq noldan yig'ilgan bu quyosh batareyasi simulyatsiya qilingan quyosh nuri ta'sirida yaxshi ishlashi aniqlandi.Ushbu akkumulyatorda ishlatiladigan heterostruktura elektrodining tarkibi transmissiya elektron mikroskopi bilan ham keng o'rganilgan.Tadqiqot mualliflari hozirda MoS2 va MoOx litiy anod bilan tandemda ishlaydigan mexanizmni ochish ustida ishlamoqda, natijada oqim hosil bo'ladi.Ushbu quyosh batareyasi fotosensitiv materialning yorug'lik bilan yuqori o'zaro ta'siriga erishsa-da, lityum-ion batareyani to'liq zaryad qilish uchun optimal oqim darajasini yaratishga hali erisha olmaydi.Ushbu maqsadni hisobga olgan holda, TN Narayanan laboratoriyasi bunday heterostrukturali elektrodlar qanday qilib zamonaviy quyosh batareyalari muammolarini hal qilish uchun yo'l ochishi mumkinligini o'rganmoqda.
Yuborilgan vaqt: 2022 yil 11-may