Panele słoneczne z syntetycznego materiału o strukturze perowskitu już w sklepach – to zdanie nadal jest tylko mglistą wizją przyszłości. Chińscy naukowcy z Uniwersytetu Zhengzhou opracowali niskowymiarowe (low-dimensional) ogniwa perowskitowe Ruddlesdena-Poppera (LDRP), które prezentują znakomitą stabilność – o szczegółach ich pracy dowiadujemy się artykułu na łamach Angewandte Chemie.
Dlaczego tak podkreślana jest tutaj stabilność perowskitowego ogniwa? Dlatego, że standardowe, trójwymiarowe moduły oparte na tym materiale rozpadają się po krótkim czasie użytkowania. Chińscy badacze pracowali nad innym typem perowskitu, który jest niskowymiarowy.
Czytaj też: Perowskitowe ogniwa słoneczne mają wsparcie. Będą mniej narażone na niszczenie
Perowskity prawie idealne. Prawie, bo jest kolejne małe „ale”
LDRP posiadają sporo zalet. Są bardziej odporne na wilgoć niż odpowiedniki 3D, nadają do fotowoltaiki zintegrowane z budynkiem, do paneli słonecznych oraz przenośnych urządzeń zasilanych energią słoneczną. Prawdopodobnie ich pierwsze zastosowanie będzie jako warstwa wierzchnia dla „tradycyjnych” perowskitowych ogniw słonecznych.
Naukowcy w badaniach na LDRP wykorzystali kwas gamma-aminomasłowy (GABA) jako organiczny kation rozdzielający. Perowskit natomiast powstał na bazie halogenku ołowiu. To właśnie GABA okazał się kluczem do sukcesu (częściowym). Dzięki temu kwasowi ogniwo uzyskało sprawność rzędu 18,73 proc., a bez niego było to jedynie 16,14 proc. Spoglądając na te wartości już się domyślamy, co tutaj jest tytułowym „ale”. Niska sprawność w porównaniu do modułów krzemowych dostępnych na rynku (ok. 22 proc.).
Jednak nie możemy przekreślać całkowicie potencjału, jaki drzemie w LDPR. Po pierwsze, jak przyznali naukowcy, ultra cienkie ogniwa będą tylko stanowić element składowy większych, konwencjonalnych paneli słonecznych z perowskitu. Po drugie, nowo opracowane LDPR wygrywa swoją stabilnością przy ciągłym oświetleniu, w temperaturze do 65 st. oraz przy wilgotności powietrza 85 proc. A spełnienie tych warunków jest konieczne, abyśmy mogli masowo instalować perowskity zamiast krzemowych modułów.
Czytaj też: Ogniwa perowskitowe to wciąż trudny orzech do zgryzienia, więc w projektowaniu wyręczą nas maszyny
Jest jeszcze jeden argument, który przemówi do producentów ogniw chyba najbardziej. Pieniądze. Koszty produkcji perowskitowych paneli słonecznych są niższe niż tych na bazie krzemu. Tyczy się to zarówno perowskitów 3D, jak i niskowymiarowych na bazie GABA. Trzymajmy zatem kciuki, aby wkrótce któryś z producentów zainteresował się nową technologią. Dopiero wówczas będziemy mogli okrzyknąć prawdziwy przełom w fotowoltaice.