Te ogniwa mają przerwać dominację krzemu. Wszystko dzięki nowej strukturze

Choć ogniwa słoneczne oparte na krzemie wciąż cieszą się największą popularnością w skali świata, to z biegiem lat pojawiły się całkiem interesujące alternatywy. Najpoważniejszą z nich okazuje się wariant perowskitowy. Jeśli do tej pory wahaliście się z oceną tej technologii, to nowe doniesienia powinny zmienić jej postrzeganie.
Panele słoneczne – zdjęcie poglądowe /Fot. Unsplash

Panele słoneczne – zdjęcie poglądowe /Fot. Unsplash

Stoją za nimi przedstawiciele Hong Kong University of Science and Technology oraz Hong Kong Polytechnic University. Wspólnymi siłami zajęli się oni poszukiwaniem sposobów na maksymalizację stabilności i wydajności paneli słonecznych wykorzystujących perowskity. O tym, jak przebiegały prowadzone badania i jakie wyniknęły z nich korzyści, członkowie azjatyckiego zespołu badawczego piszą teraz w artykule zamieszczonym w Nature Synthesis.

Czytaj też: Hiszpańska hybryda redukuje koszty energii słonecznej. Poznaliśmy jej sekret

Dlaczego w ogóle mielibyśmy interesować się ogniwami perowskitowymi, gdy mamy możliwość korzystania ze sprawdzonwej, krzemowej wersji? Ta alternatywa wykazuje szereg potencjalnych zalet, na czele z niższymi kosztami, a także relatywnie wysoką sprawnością konwersji energii. Takie argumenty są wystarczające, aby sprawdzić możliwość zastąpienia krzemowych urządzeń tymi zawierającymi perowskity.

Te ostatnie można podzielić na dwie główne kategorie: standardowe i odwrócone. W odróżnieniu od konwencjonalnie stosowanych, odwrócone perowskitowe ogniwa słoneczne cechują się wyższą stabilnością. Z drugiej strony, mają one skłonność do akumulacji defektów na styku między warstwą transportu elektronów opartą na fulerenach a powierzchnią perowskitu. W konsekwencji może dochodzić do spadków wydajności oraz ograniczania stabilności.

Ogniwa perowskitowe zyskały na wydajności i stabilności dzięki nowej mikrostrukturze laminowanego interfejsu

Aby przeciwdziałać tym tendencjom, naukowcy z Hongkongu zaprojektowali mikrostrukturę laminowanego interfejsu. Doprowadziło to do rozwiązania dotychczasowych problemów poprzez ograniczenie defektów interfejsu i poprawę wyrównania poziomów energii. W ostatecznym rozrachunku podjęte działania przełożyły się na podwyższoną wydajność konwersji fotoelektrycznej i zwiększoną trwałość interfejsu. 

Czytaj też: Ta firma osiągnęła to, czego nie zrobił nikt inny. Zachód z zazdrością patrzy na wyniki testów

Jak dodaje jeden z ekspertów zaangażowanych w ostatnie działania, perowskit jest miękkim materiałem sieciowym, dzięki czemu możliwe jest tworzenie cech mikrostrukturalnych niedostępnych w przypadku innych materiałów. Dalsze działania będą poświęcone identyfikacji mechanizmów odpowiedzialnych za powstawanie takich mikrostruktur w skali nano, a nawet w skali atomowej.