Pomysł jest stosunkowo prosty: perowskity z jednej strony bezpośrednio zbierają światło słoneczne, podczas gdy te z drugiej są odpowiedzialne za pochłanianie światła odbitego od powierzchni. W przyszłości powinno to doprowadzić do zapewnienia wyższej sprawności konwersji mocy niż w przypadku jednostronnych ogniw, lecz jak na razie inżynierowie musieli zmierzyć się z kilkoma utrudnieniami.
Czytaj też: Moc fotowoltaiki w rękach Polaków. O wynalazku naukowców z Podkarpacia będzie głośno
Dzięki ostatnim dokonaniom przedstawicieli Uniwersytetu Karoliny Północnej w Chapel Hill, o czym piszą oni szerzej na łamach Nature Energy, sytuacja powinna ulec poprawie. Chodzi przede wszystkim o zwiększenie wydajności i stabilności dwustronnych perowskitowych ogniw słonecznych. W toku przeprowadzonych eksperymentów udało im się zaprojektować mini-moduły zdolne do wykręcania imponujących rezultatów.
Jak przyznaje jeden z autorów badań w tej sprawie, Jinsong Huang, nie ma pewności co do tego, czy oszczędności wynikające z zastosowania tanich perowskitów i procesów osadzania pozwolą na konkurowanie odnawialnych źródeł energii z paliwami kopalnymi. Z pomocą przychodzi w tym momencie właśnie dwustronna struktura modułów, pozwalająca na jednoczesne wykorzystywanie bezpośrednio nadlatującego światła, jak i tego, które odbija się od powierzchni za panelami.
Dwustronne perowskitowe ogniwa słoneczne wykorzystują zarówno bezpośrednio padające na nie światło, jak i to, które odbija się od powierzchni za nimi
Celem badaczy było stworzenie takich modułów, które będą cechowały się wysoką żywotnością, jak i zadowalającą wydajnością. Wśród zmian wprowadzonych przez członków zespołu badawczego wymienia się choćby zmodyfikowaną strukturę modułu i tylnej elektrody, wykorzystanie zwiększonej liczby dodatków hydrofobowych oraz zwiększenie absorpcji światła o wysokiej długości fali.
Czytaj też: Tandemowe panele fotowoltaiczne technologią przyszłości. Ta firma ma co do tego pewność
Istotnym aspektem nowego projektu jest również to, że mówimy o stosunkowo prostej konstrukcji, której skalowanie nie powinno stanowić większego wyzwania. To z kolei przełoży się na zmniejszenie kosztów produkcji i eksploatacji takich modułów. W czasie testów nowe panele okazały się osiągać rezultaty znacznie lepsze od tych, które dotyczyły dotychczasowych, prototypowych wersji. Zadowalająca wydaje się żywotność: moduły utraciły 3% swojej początkowej sprawności po przepracowaniu ponad 6000 godzin. To wynik, który zapewne zostanie jeszcze wyśrubowany, lecz już teraz jest satysfakcjonujący.
Choć niektóre firmy mogą już pracować nad komercjalizacją perowskitowych dwustronnych ogniw słonecznych, nasza praca potwierdza kuszący potencjał tych obustronnych struktur. Chcielibyśmy teraz opracować nowe strategie, aby dalej poprawiać wydajność energetyczną i stabilność dwustronnych perowskitowych modułów słonecznych. podsumowuje Huang