Kluczem do sukcesu są mikroskopijne kuleczki
Badaczom udało się stworzyć tandemowe ogniwo perowskitowo-krzemowe o sprawności 33,15% na powierzchni jednego centymetra kwadratowego. To najlepszy wynik dla ogniw tego typu opartych na standardowym, teksturowanym krzemie. Sekret tkwi w zastosowaniu nanokulek krzemionkowych (SiOX). Te niewidoczne gołym okiem struktury wypełniają nierówności na powierzchni krzemu. Zastosowane rozwiązanie znacząco ułatwia równomierne pokrycie powierzchni perowskitem.
Czytaj też: Domowe światło zamiast baterii w urządzeniach. Oto wynalazek, który może zmienić codzienne życie
Najważniejsze, że technologia wykorzystuje przemysłowo teksturowany krzem (ITS). To oznacza, że w przeciwieństwie do wcześniejszych prototypów, można ją teoretycznie wdrażać w istniejących fabrykach bez rewolucji technologicznej. Nowe ogniwa zaskakują nie tylko sprawnością, ale też trwałością. Po 1000 godzin testów w temperaturze 80°C w atmosferze azotu zachowały 91,7% początkowej wydajności. Dla porównania, konkurencyjne rozwiązania z submikronowo teksturowanym krzemem (STS) wypadły znacznie gorzej, zachowując jedynie 78,4% sprawności. Średni wynik dla nowych ogniw ITS(SiOX) to 32,2%, co przewyższa średnią 31,8% dla tradycyjnych ogniw STS. Jak wyjaśniają autorzy w czasopiśmie Nature Communications, wzmocnienie interfejsu perowskitów znacząco poprawiło stabilność całej konstrukcji.
Perspektywy związane z komercjalnymi zastosowaniami
Największą zaletą tej technologii jest jej potencjalna kompatybilność z obecnymi liniami produkcyjnymi. Wcześniejsze rozwiązania tandemowe wymagały specjalistycznych podłoży, których nie dało się uzyskać standardowymi metodami. Tutaj wykorzystuje się krzem dostępny w każdej fabryce. Producenci mogliby więc wykorzystać istniejące maszyny, dodając jedynie etap nanoszenia nanokulek krzemionkowych. To znacznie obniżyłoby koszty i przyspieszyło wdrożenie. Dodatkowym plusem jest lepsze pochłanianie światła dzięki teksturowanej powierzchni, co może przełożyć się na wyższą końcową wydajność.
Czytaj też:Koreański eksperyment z plazmą zaskoczył. Czy to przełom dla fuzji jądrowej?
Naukowcy podkreślają, że ich rozwiązanie łączy wysoką sprawność z przemysłową praktycznością. Bez wątpienia jest to coś, czego brakowało wcześniejszym technologiom perowskitowym. Oczywiście laboratorium to nie fabryka, dlatego teraz czas na uporanie się z podstawowymi ograniczeniami. Zalicza się do nich przede wszystkim skalowanie, które jest niełatwe w przypadku tak precyzyjnych technologii. Jeśli jednak uda się pokonać te przeszkody, rozwiązanie z Uniwersytetu Zhejiang może przyspieszyć komercjalizację wysokowydajnych ogniw, które od dawna są postrzegane jako przyszłość fotowoltaiki. To mogłoby realnie obniżyć koszty energii słonecznej i dać impuls transformacji energetycznej. Oby tym razem obietnice przełożyły się na praktykę. Szczegółowe informacje na temat chińskiej koncepcji zostały zaprezentowane w publikacji dostępnej w Nature Communications.