Mówimy o wspólnym sukcesie inżynierów związanych z KAUST (King Abdullah University of Science and Technology) oraz Fraunhofer ISE (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems). Wspólnymi siłami udało im się przeprowadzić proces produkcyjny tandemowych ogniw słonecznych z perowskitu i krzemu. Takie nietypowe do niedawna połączenie budzi w ostatnich miesiącach coraz większe zainteresowanie ze strony ekspertów w dziedzinie fotowoltaiki.
Czytaj też: Tak zmieni się podejście do fotowoltaiki. Gdzie człowiek nie może, tam maszynę pośle
Członkowie międzynarodowego zespołu badawczego postawili na realizację dwuetapowej strategii, w ramach której prowadzony jest hybrydowy proces odparowania/powlekania. W ostatecznym rozrachunku ich działania doprowadziły do powstania konstrukcji o napięciu obwodu otwartego wynoszącym 1,9 V i wydajności na poziomie 27,8%. Wyróżniającym elementem nowej strategii było osadzanie perowskitów na warstwie krzemu poprzez powlekanie ostrzami.
Artykuł na ten temat jest dostępny w EES Solar i prowadzi do bardzo istotnej konkluzji. Mianowicie, właściwości powłoki perowskitowej da się kontrolować za pomocą dwóch głównych elementów. Pierwszy odnosi się do grubości mokrej powłoki, natomiast drugi – do szybkości parowania rozpuszczalnika. To cenne ustalenia w kontekście dalszego rozwoju tej technologii.
Naukowcy z Niemiec i Arabii Saudyjskiej postawili na tandemowe ogniwo słoneczne, które łączy w sobie perowskity i krzem. Wydajność takiej konstrukcji osiągnęła 27,9%
W prowadzonych badaniach pomagali inżynierowie w Uniwersytetu we Fryburgu, którzy wraz ze swoimi współpracownikami z kraju i zagranicy zwracają uwagę na znaczącą rolę, jaką odegrała identyfikacja bezpośredniej korelacji między prędkością ostrza a szybkością konwersji perowskitu. Ten parametr jest zdaniem samych zainteresowanych bardzo ważny, ponieważ ilościowo określa transformację odparowanego materiału nieorganicznego w fotoaktywną fazę perowskitu.
W sytuacji, w której prędkość powlekania była niższa niż szybkość parowania rozpuszczalnika, szybkie parowanie rozpuszczalnika miało negatywny wpływ na przebieg procesu konwersji. W ramach dalszych obserwacji członkowie zespołu badawczego zorientowali się, że stosowanie dodatków krystalizacyjnych do hybrydowego procesu parowania/powlekania ostrza zaprocentowało zmianami w objętości roztworu. Okazała się ona aż 8-krotnie niższa od stosowanej w hybrydowej metodzie parowania/powlekania wirowego.
Czytaj też: Stabilne baterie sodowe już są rzeczywistością. Ten wynalazek zmieni rynek energii
Na koniec przyszła pora na testy stabilności nowego ogniwa w warunkach pozalaboratoryjnych. Dało to autorom jasność, że pomimo zadowalających parametrów, między innymi związanych ze sprawnością konwersji energii, wciąż będą potrzebne zmiany odnoszące się do wzrostu wytrzymałości całej struktury. Będzie to oznaczało zmiany składu perowskitu, za sprawą których połączenie go z krzemem będzie nie tylko wydajne, ale i sprawdzi się na dłuższą metę.