Postawili w tym celu na kropki kwantowe domieszkowane magnezem. Okazało się, że dzięki takiemu rozwiązaniu członkowie zespołu badawczego osiągnęli wyższą od dotychczasowej stabilność ogniw, o czym piszą szerzej na łamach Nature Energy. W swojej publikacji wyjaśniają, czego udało im się dokonać i jakie parametry ma teraz powstała konstrukcja.
Czytaj też: Moc fotowoltaiki wzrosła tam ponad dwukrotnie w ciągu kilku lat. Skutek był niespodziewany
Sektor fotowoltaiczny, choć rozwija się w imponującym tempie, jest jeszcze daleki od ideału. Nawet jeśli inżynierom uda się zwiększyć wydajność, to nierzadko pojawiają się inne kłopoty, choćby z zakresu żywotności bądź wpływu na środowisko naturalne. Urządzenia tandemowe, złożone z perowskitów i ogniw organicznych, mają zapewnić zrównoważone podejście do tych kwestii, a badacze z Hongkongu chcą mieć w tym postępie swój udział.
Taki wariant mógłby cechować się zaletami w postaci obniżonych kosztów produkcji – szczególnie w porównaniu do krzemu – jednocześnie zapewniając podobną bądź wyższą sprawność konwersji energii. Taka miara oznacza wskaźnik określający, wydajność, tj. jaka część światła słonecznego docierającego do paneli zostaje przekształcona w energię elektryczną.
Tandemowe ogniwa słoneczne zaprojektowane przez naukowców z Hongkongu składają się z perowskitów i ogniw organicznych. Nowa strategia ich wytwarzania zapewniła zwiększoną wydajność i stabilność
Przedstawiciele Hong Kong Polytechnic University odpowiadają za nową strategię poprawy stabilności i wydajności rzeczonych ogniw tandemowych. Na potrzeby jej realizacji skorzystali z kropek kwantowych z tlenku cyny domieszkowanego magnezem. Jak wyjaśniają, perowskity o szerokiej przerwie energetycznej w monolitycznych ogniwach perowskitowo-organicznych zmagają się z szeregiem ograniczeń.
Można do nich zaliczyć między innymi nieregulowaną krystalizację, defekty, słabe wyrównanie energetyczne i niepożądane przejścia fazowe. W konsekwencji dochodzi do utraty energii i degradacji urządzenia. Wyjściem z sytuacji, jak pokazują rezultaty ostatnich badań, jest wykorzystanie strategii pozwalającej na modulowanie dolnego kontaktu interfejsu.
Czytaj też: Nowy raport pokazuje smutną prawdę o polskiej fotowoltaice. Decentralizacja postępuje
Członkowie zespołu badawczego dokonali syntezy kropek kwantowych, by później użyć ich do wzmocnienia połączenia między warstwą perowskitu a materiałem znajdującym się niżej. Efekt końcowy? Zwiększona wydajność i stabilność. W obecnej formie sprawność konwersji mocy tych urządzeń wynosi nawet 25,9% i to z zachowaniem wyższej stabilności – nawet w zróżnicowanych warunkach. Takie wyniki można uznać za obiecujące i dające nadzieję na wdrożenie opisywanej technologii na potrzeby codziennych zastosowań. A jak na razie na pozycji lidera zapewne pozostaną ogniwa krzemowe.