Les points de carbone des cheveux humains stimulent les cellules solaires – Technoguide

Les chercheurs de QUT ont utilisé des points de carbone, créés à partir de déchets de cheveux humains provenant d’un salon de coiffure de Brisbane, pour créer une sorte d ‘«armure» afin d’améliorer les performances de la technologie solaire de pointe.

Dans une étude publiée dans le Journal of Materials Chemistry A, les chercheurs dirigés par le professeur Hongxia Wang en collaboration avec le professeur agrégé Prashant Sonar du Center for Materials Science de QUT ont montré que les nanopots de carbone pourraient être utilisés pour améliorer les performances des cellules solaires pérovskites.

Les cellules solaires pérovskites, une technologie photovoltaïque relativement nouvelle, sont considérées comme le meilleur candidat PV pour fournir une électricité solaire à faible coût et très efficace dans les années à venir. Ils se sont avérés aussi efficaces en termes d’efficacité de conversion d’énergie que les cellules solaires en silicium monocristallin actuellement disponibles dans le commerce, mais les obstacles pour les chercheurs dans ce domaine sont de rendre la technologie moins chère et plus stable.

Contrairement aux cellules en silicium, elles sont créées avec un composé facile à fabriquer et, comme elles sont flexibles, elles pourraient être utilisées dans des scénarios tels que des vêtements à énergie solaire, des sacs à dos qui rechargent vos appareils lors de vos déplacements et même des tentes qui pourraient servir d’alimentation autonome. sources.

Il s’agit de la deuxième recherche majeure à venir à la suite de l’utilisation de points de carbone dérivés de cheveux humains en tant que matériau multifonctionnel.

L’année dernière, le professeur agrégé Prashant Sonar a dirigé une équipe de recherche, comprenant Amandeep Singh Pannu, chercheur au Center for Materials Science, qui a transformé des chutes de cheveux en nanodots de carbone en décomposant les poils puis en les brûlant à 240 degrés Celsius. Dans cette étude, les chercheurs ont montré que les points de carbone pourraient être transformés en écrans flexibles qui pourraient être utilisés dans les futurs appareils intelligents.

Dans cette nouvelle étude, l’équipe de recherche du professeur Wang, comprenant le Dr Ngoc Duy Pham, et M. Pannu, travaillant avec le groupe du professeur Prashant Sonar, ont utilisé les nanodots de carbone sur des cellules solaires pérovskite par curiosité. L’équipe du professeur Wang avait précédemment découvert que des matériaux de carbone nanostructurés pouvaient être utilisés pour améliorer les performances d’une cellule.

Après avoir ajouté une solution de points de carbone dans le processus de fabrication des pérovskites, l’équipe du professeur Wang a trouvé les points de carbone formant une couche de pérovskite en forme de vague où les cristaux de pérovskite sont entourés par les points de carbone.

“Cela crée une sorte de couche protectrice, une sorte d’armure”, a déclaré le professeur Wang.

“Il protège le matériau pérovskite de l’humidité ou d’autres facteurs environnementaux, qui peuvent endommager les matériaux.”

L’étude a révélé que les cellules solaires en pérovskite recouvertes de points de carbone avaient une efficacité de conversion de puissance plus élevée et une plus grande stabilité que les cellules de pérovskite sans les points de carbone.

Le professeur Wang fait des recherches sur les cellules solaires avancées depuis environ 20 ans et travaille avec des cellules pérovskite depuis leur invention il y a une dizaine d’années, dans le but principal de développer des matériaux et des dispositifs photovoltaïques rentables et stables, pour aider à résoudre le problème énergétique en le monde.

«Notre objectif final est de rendre l’électricité solaire moins chère, plus facile d’accès, plus durable et de rendre les appareils photovoltaïques légers car les cellules solaires actuelles sont très lourdes», a déclaré le professeur Wang.

«Les grands défis dans le domaine des cellules solaires à pérovskite sont la résolution de la stabilité de l’appareil pour pouvoir fonctionner pendant 20 ans ou plus et le développement d’une méthode de fabrication adaptée à une production à grande échelle.

«Actuellement, toutes les cellules solaires à haute performance en pérovskite signalées ont été fabriquées dans un environnement contrôlé avec un niveau d’humidité et d’oxygène extrêmement bas, avec une très petite surface de cellules qui sont pratiquement irréalisables pour la commercialisation.

«Pour rendre la technologie commercialement viable, les défis de la fabrication de panneaux solaires pérovskite efficaces, stables et flexibles à faible coût doivent être surmontés.

“Ceci ne peut être réalisé que grâce à une compréhension approfondie des propriétés des matériaux dans une production à grande échelle et dans des conditions industriellement compatibles.”

Le professeur Wang s’intéresse particulièrement à la manière dont les cellules pérovskites pourraient être utilisées à l’avenir pour propulser des vaisseaux spatiaux.

La Station spatiale internationale est alimentée par quatre panneaux solaires, qui peuvent produire jusqu’à 120 kW d’électricité. Mais l’un des inconvénients de la technologie actuelle des PV spatiaux est le poids de la charge utile pour les y amener.

Alors que la pérovskite serait beaucoup plus légère, l’un des défis pour les chercheurs est de développer des cellules de pérovskite capables de faire face au rayonnement extrême et à la large gamme de variations de température dans l’espace – de moins 185 degrés à plus de 150 degrés Celsius.

Le professeur Wang a déclaré que la solution pourrait prendre dix ans, mais les chercheurs continuaient de mieux comprendre la région.

Actuellement, l’équipe de recherche du professeur Wang collabore avec le professeur Dmitri Golberg du Centre QUT pour la science des matériaux pour comprendre les propriétés des matériaux de pérovskite dans des conditions environnementales extrêmes telles qu’une forte irradiation d’un faisceau d’électrons et un changement de température drastique.

“Je suis assez optimiste étant donné à quel point cette technologie s’est améliorée jusqu’à présent”, a déclaré le professeur Wang.

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