Badacze z Instytutu Technologii i Inżynierii Materiałowej Chińskiej Akademii Nauk na łamach czasopisma naukowego Angewandte Chemie International podzielili się swoimi obserwacjami dotyczącymi pasywacji defektów i wspomagania transportu jonów wewnątrz perowskitowych ogniw słonecznych. Wykorzystali oni pewien związek chemiczny, który okazał się działać zbawienie na główne bolączki perowskitów.
Czytaj też: Nowy składnik ogniw słonecznych zachwycił inżynierów. Oto kilka jego zalet
Perowskity są technologią, o której donosiliśmy już wielokrotnie. W większości są to informacje o kolejnych drobnych postępach technicznych. Z czymś podobnym jednak mamy do czynienia i w tym przypadku. Uczonym przyświecała idea poprawienia parametrów pracy perowskitowych ogniw słonecznych poprzez zapobiegnięcie stratom w napięciu w obwodzie otwartym i defektom krystalograficznym na powierzchniach absorberów.
Wydajność i stabilność perowskitowych ogniw słonecznych w rękach chińskich uczonych
Uczeni wzięli na tapet bardzo skomplikowany pod względem nazwy związek chemiczny – trifluoroboran (4-tert-butoksykarbonylopiperazyn-1-ylo)metylo potasu. W skrócie opisywany jest on literami PTFBK. Autorzy badań przypuszczali, że może on usprawnić transportów jonów w warstwach absorbera oraz skutecznie pasywować defekty w ogniwie.
Czytaj też: Tak wydajnych ogniw słonecznych nikt dotąd nie robił. Ich skład jest mocno podejrzany
Pozytywne działanie PTFBK zostało potwierdzone podczas badań eksperymentalnych. Opracowano laboratoryjne modele zarówno sztywnych, jak i elastycznych perowskitowych ogniw słonecznych o odwróconej strukturze ułożenia warstw. Moduły osiągnęły wydajność 24,99 proc. i 24,48 proc. odpowiednio dla sztywnego i elastycznego ogniwa. Niestety naukowcy nie przekazali, jaką powierzchnię miały testowe urządzenia, zatem nie wiemy, czy ten wynik dotyczy miniaturowego modelu bez praktycznego zastosowania, czy skalowalnego prototypu z możliwością dalszej komercjalizacji.
Pozostałe parametry ogniw słonecznych również prezentowały się zadowalająco. Urządzenia potraktowano wysoką temperaturą rzędu 60 st. C, przetrzymywano w dużej wilgotności (70 proc.) i naświetlano przez dłuższy czas. Mimo tego wciąż zachowywały one swoją pierwotną wydajność. Elastyczny moduł po 5000 cyklach zginania i prostowania utrzymywał 85 proc. początkowej sprawności – informują naukowcy.
Czytaj też: Chiny wyciągają asa z rękawa. Ten typ ogniw słonecznych wkrótce zyska na popularności
Czy zastosowanie PTFBK stanie się powszechne w produkcji przyszłych generacji perowskitów? Nie możemy być tego pewni. Im bardziej skomplikowane chemikalia stosujemy w procesach, tym bardziej rosną koszty całego przedsięwzięcia. Niewykluczone, że rozwiązanie chińskich uczonych znajdzie zainteresowanie wśród ewentualnych producentów w przyszłości, ale na pewno nie będzie ono stosowane masowo.