Perowskity są coraz powszechniej stosowane w produkcji ogniw i nie powinno to dziwić, jeśli weźmiemy pod uwagę ich dostępność, a co za tym idzie – cenę. Mimo to nie nie ma się co oszukiwać, że mówimy o rozwiązaniu idealnym. Pod pewnymi względami górują bowiem nad wariantami krzemowymi, ale daleko im do perfekcji. Jednym z ograniczeń takich paneli była ich podatność na uszkodzenia.
Czytaj też: System ETS2 wywróci do góry nogami polski sektor przemysłowy. Oto co czeka przedsiębiorców od 2027 roku
Chińczycy postanowili temu zaradzić i zorganizowali badania, dzięki którym dotychczas krucha warstwa stała się zdecydowanie bardziej wytrzymała. Eksperci związani z Chińską Akademią Nauk mówią, iż kluczem do sukcesu była samoorganizująca się warstwa. Przyczyniło się to zarazem do wzrostu wydajności takich urządzeń.
W toku prowadzonych działań ich autorzy na nowo opracowali warstwę transportu dziur. Po jej wdrożeniu do badanej konstrukcji, udało się rozwiązać dwa dotychczasowe problemy: niezadowalającą wydajność oraz ograniczenia związane z uzyskaniem dużej i jednorodnej powierzchni produkcji.
Rozwój fotowoltaiki w wykonaniu chińskich naukowców odnosi się do ogniw słonecznych na bazie perowskitu. Inżynierowie związani z Chińską Akademią Nauk skupili się na warstwie wyjątkowo podatnej na uszkodzenia – szczególnie napędzane wysokimi temperaturami i wilgotnością
Były to aspekty, przy utrzymaniu których trudno byłoby sobie wyobrazić pełną komercjalizację tej technologii. A mówimy przecież o ogromnym potencjale, jaki w niej drzemie. W odróżnieniu od krzemu, perowskity są podatne na szybką degradację, napędzaną czynnikami takimi jak wysoka temperatura i wilgotność. Szczególnie wrażliwa jest na nie warstwa transportująca dziury, odpowiedzialna za przesyłanie ładunków dodatnich po uderzeniu światła w powierzchnię modułu.
Im niższa stabilność rzeczonej warstwy, tym większe prawdopodobieństwo spadku wydajności. Niestety, dotychczas stosowane materiały nie tylko oferowały mało zadowalające efekty, lecz dodatkowo ich produkcja wiązała się z dużymi kosztami. Panaceum na te dolegliwości miał się okazać samoorganizujący się materiał molekularny oparty na rodnikach. Chińczycy w ciągu trzech lat zaprojektowali go, a następnie zintegrowali z instalacjami perowskitowymi.
Czytaj też: Oto perowskitowy moduł solarny gotowy na wszelkie ewentualności. Powstaje bez udziału człowieka
Kulisy zorganizowanych działań zostały przedstawione w Science. Autorzy tamtejszej publikacji mówią o dwukrotnym wzroście szybkości transportu nośników przy udziale nowego materiału. Jest to następstwem sytuacji, w której taki materiał układa się na poziomie molekularnym, tworząc gładką i pozbawioną defektów powłokę. Wytworzona warstwa zapewnia wysoką wydajność nawet na dużych powierzchniach, co jest bardzo istotnym czynnikiem w kontekście komercjalizacji tego rozwiązania.
Testy wykazały, iż w nowej formie takie perowskitowe ogniwa praktycznie nie traciły na wydajności pomimo tysięcy godzin działania. To bardzo obiecujące doniesienia, przy czym sami zainteresowani chcą się teraz skupić na skalowalności nowej technologii oraz dalszym zwiększaniu jej skuteczności, co ma doprowadzić do komercyjnego sukcesu. Czy przyszłość fotowoltaiki będzie stała pod znakiem perowskitów?