O ile do tej pory w produkcji ogniw słonecznych wykorzystywano przede wszystkim krzem, tak inżynierowie wpadli na pomysł, by zastąpić ten składnik perowskitami. Proces produkcji prowadzony z ich wykorzystaniem jest prostszy i wiąże się z niższymi kosztami, a końcowa wydajność okazuje się zadowalająca.
Czytaj też: Pieniądze to nie wszystko. Wolimy pracować dla firm z branży IT odpowiedzialnych ekologicznie
Starania w tym kierunku poczynili także naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego oraz Instytutu Frauhofera. O efektach ich wspólnych wysiłków możemy przeczytać na łamach Advanced Materials Interfaces. Jak przekonują, zaprojektowane przez nich perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne ze strukturalną warstwą antyrefleksyjną cechują się poprawionymi właściwościami optoelektronicznymi.
Perowskitowe ogniwa słoneczne można produkować tanio i bez większego wpływu na środowisko naturalne, osiągając przy tym odpowiednio wysoką wydajność. Dotychczasowe badania wykazały, że można z ich wykorzystaniem osiągnąć sprawność konwersji energii przekraczającą 26%, utrzymując przy tym łatwość i opłacalność produkcji. Oczywiście istnieją też pewne ograniczenia, a jednym z nich była do tej pory integracja ogniw perowskitowych z krzemowymi przy jednoczesnej minimalizacji strat wynikających z odbicia i absorpcji.
Branża fotowoltaiczna opierała się do tej pory na ogniwach krzemowych, ale coraz większy udział mają w niej te oparte na perowskitach
Dotychczasowe metody przeciwdziałania tym zjawiskom były albo mało skuteczne albo niszczyły sam materiał. Polsko-niemiecki zespół zastosował inne podejście, wykorzystując technikę nanoimprintingu, dzięki której możliwe było stworzenie wydajnej struktury antyrefleksyjnej o symetrii przypominającej plaster miodu na szczycie perowskitowego ogniwa słonecznego.
Co istotne, taka metoda pozwala na działanie także w dużej skali, co oznacza, że mogłaby być stosowana poza laboratorium. Jak sugerują wyniki prowadzonych badań, zastosowane zmiany zapewniły wyższą skuteczność względem ogniw wykorzystujących wcześniej stosowane płaskie warstwy antyrefleksyjne. Poza tym udało się zwalczyć dotychczasowy problem, jakim były uszkodzenia warstwy perowskitowej. Wszystkie modyfikacje można wprowadzać w ramach jednego procesu technologicznego, co przekłada się na redukcję kosztów.
Czytaj też: Nowe monokrystaliczne ogniwo bije rekordy. Chińczycy stworzyli coś taniego i wydajnego
Jakby tego było mało, całość jest kompatybilna z tandemową produkcją, w której łączy się ogniwa krzemowe i perowskitowe. Członkowie zespołu badawczego mówią o możliwości bezpośredniego przeniesienia zastosowanych procedur do powstających architektur fotowoltaicznych i zwiększenia ich wydajności. Jak widać, współpraca popłaca.