Badacze z indyjskiego Pandit Deendayal Energy University opublikowali na łamach czasopisma Results in Optics wyniki swoich prac nad ogniwem perowskitowym, które nie wymaga użycia toksycznego ołowiu. W ich wynalazku zastosowano nieco inne związki chemiczne, ale czy przełożyło się to na rekordową wydajność? Tutaj możemy mieć pewne wątpliwości.
Czytaj też: Tego nic już nie zatrzyma. Polskie perowskity dostały niewyobrażalne wsparcie
Naukowcy wykorzystali jodek cyny i potasu (KSnI3) jako materiał absorbujący o strukturze perowskitu. Nie był to pierwszy raz, kiedy w badaniach nad fotowoltaika używano tego związku. Niemniej wciąż niewiele o nim wiemy, ani o tym, jak wpływa na ogólne funkcjonowanie ogniwa.
Poza wykluczeniem ołowiu z budowy warstwy perowskitowej zmieniono również rodzaj materiału budującego warstwę transportującą elektrony (ang. electron transporting layer, ETL). Do tej pory raczej naukowcy wykorzystywali związki nieorganiczne oparte na tlenku tytanu. W tym przypadku zastosowano organiczną pochodną fulerenów PCMB (ester metylowy kwasu [6,6]-fenylo-C61-masłowego).
Perowskity bez ołowiu i z organiczną warstwą. A jak ich wygląda ich wydajność?
Prace były prowadzone w warunkach laboratoryjnych i nie miały na celu opracowanie gotowego cienkowarstwowego ogniwa słonecznego, ale przetestowanie wariantu z KSnI3 i organicznym ETL. Modelowanie w belgijskim programie do pomiaru pojemności ogniw słonecznych i symulacji ich pracy SCAPS-1D przyniosło konkretne wartości podstawowych parametrów.
Czytaj też: Perowskity nie są rewolucyjne. Ale mogą być, jeśli uda się rozwiązać jeden problem
Jak podają naukowcy, nowo opracowane urządzenie osiągnęło sprawność konwersji energii na poziomie 10,83 proc., współczynnik wypełnienia rzędu 80,8 proc., a napięcie w obwodzie otwartym i prąd zwarciowy mogą odpowiednio wynieść 0,76788 V i 17,44879 mA/cm2.
Być może dziwi nas bardzo niski poziom sprawności konwersji energii, ale wynika on ze specyfiki badanego ogniwa. Organiczne komórki perowskitowe bardzo rzadko prezentowały podczas różnych prac wydajność powyżej 15 proc., ale ze względu na dużo niższe koszty ich produkcji ocenia się ich opłacalność komercyjną już przy sprawności konwersji energii rzędu 10-15 proc. Takie urządzenia, gdyby miały trafić do praktycznego użytku, to znalazłyby najpewniej zastosowanie jako forma zasilania w drobnej elektronice (np. czujniki). Natomiast jako standardowe panele słoneczne zupełnie nie mogłyby się sprawdzić.
Czytaj też: Perowskity nie będą szkodzić ludziom. Naukowcy usunęli z ogniw szkodliwy pierwiastek
Zatem bardzo ważne podczas analizowania kolejnych odkryć dotyczących perowskitowych ogniw jest to, aby rozróżniać ich rodzaje i potencjalne obszary zastosowania.