Międzynarodowy zespół próbował uporać się z dotychczasowymi ograniczeniami tego minerału. Ze względu na jego przydatne właściwości optoelektroniczne pojawia się możliwość produkowania urządzeń fotowoltaicznych w bardzo atrakcyjnych cenach. Kluczowe będzie przy tym rzecz jasna zapewnienie odpowiednio wysokiej wydajności i wytrzymałości. O ile sprawność konwersji energii rosła w ostatnich latach w zadowalający sposób, tak nie można było powiedzieć tego samego na temat stabilności i skalowalności perowskitowych ogniw słonecznych.
Czytaj też: Chiny uruchamiają największy na świecie akumulator przepływowy. Inne kraje patrzą z zazdrością
Było to tym bardziej problematyczne, że podobne ograniczenia w znacznie mniejszym stopniu wydają się dotyczyć urządzeń na bazie krzemu. Do zmiany takiego stanu rzeczy inżynierowie postanowili wykorzystać mikroskopię optyczną i rentgenowską. Techniki te miały zapewnić im szczegółowy wgląd w mechanizmy zachodzące w nanoskali i mające przełożenie na wydajność i degradację ogniw słonecznych.
Publikacja w tej sprawie ukazała się na łamach Nature Energy. Jak podkreślają jej autorzy, nawet niewielkie zmiany w składzie, rekombinacji i transporcie ładunku mogą wpływać na wydajność i stabilność perowskitowych ogniw słonecznych. Naukowcom nie tylko udało się wskazać te problematyczne aspekty, ale również zaproponować pewne rozwiązania, które powinny umożliwić uporanie się z ograniczeniami.
Dokonane w ostatnim czasie postępy powinny sprawić, że perowskitowe ogniwa słoneczne staną się jak najbardziej realną konkurencją dla krzemowych odpowiedników
Już w toku wcześniejszych eksperymentów inżynierowie stojącymi za ostatnimi postępami wykazali, że mikroskopijne zmiany w strukturze atomowej i składzie chemicznym mogą wpływać na właściwości materiałowe cienkich warstw perowskitu. Poza tym, jako że mówimy o dodatkowych warstwach wykonanych z innych materiałów, to należy pamiętać, że owe warstwy zwiększają złożoność ogniw. To z kolei może prowadzić do spadku sprawności konwersji energii.
Czytaj też: Ten memrystor ma pamięć niczym człowiek. Naukowcy mówią o wielkich korzyściach z tego płynących
Wykorzystując dwie przytoczone metody członkowie zespołu byli w stanie zgłębić sekrety perowskitowych ogniw słonecznych. W ostatecznym rozrachunku udzielili odpowiedzi na pytanie o to, w jaki sposób straty prądu i napięcia w ogniwach są zależne od zmian chemicznych. Poza tym wykazali, że opisywane urządzenia są wyjątkowo podatne na zmiany w ekstrakcji ładunku. W konsekwencji mogą być bardziej skłonne do degradacji na przestrzeni czasu. Kolejny etap badań powinien dostarczyć informacji na temat tego, czy proponowane rozwiązania faktycznie mogą doprowadzić do uporania się z tymi kluczowymi dla całej technologii problemami.