Aby nie trzymać was zbyt długo w napięciu, zacznijmy od tego, że genialny rezultat wyniósł 27,1%. Kulisy prowadzonych działań zostały zaprezentowane w Nature, a członkowie zespołu badawczego podkreślają, iż kluczem do przełomu była integracja perowskitowego ogniwa słonecznego z cyjanianem. Ten ostatni związek cechuje się wysoką stabilnością i zapewnia zadowalającą efektywność energetyczną.
Czytaj też: Wielki postęp w rozwoju fotowoltaiki. Te ogniwa mają wyjątkowo niewielką grubość
Co istotne, w dziedzinie fotowoltaiki notowano już lepsze wyniki, ale ten jest szczególny, gdyż mówimy o konstrukcji tandemowej wykorzystującej potrójne złącze. Tandemowa struktura perowskitowo-krzemowa najwyraźniej rozwiązuje podstawowe problemy, z jakimi dotychczas zmagali się naukowcy. Chodzi między innymi o straty energii prowadzące do występowania niskiego napięcia i niestabilności podczas pracy.
Wysiłki inżynierów z Singapuru w tym zakresie trwały od 15 lat, ale ich zwieńczenie jest naprawdę wyjątkowe, gdyż chodzi o pierwszy eksperymentalny dowód na połączenie cyjanianu z perowskitami mające na celu zwiększenie stabilności struktury i poprawę wydajności konwersji energii. Jeśli dalsze postępy będą równie owocne, to eksperci zaangażowani w badania wskazują na możliwe spadki cen energii produkowanej z wykorzystaniem farm fotowoltaicznych.
Tandemowe ogniwo słoneczne perowskitowo-krzemowe z trzema złączami osiągnęło wydajność przekraczającą 27 procent
Najważniejszym wnioskiem płynącym z dotychczasowych eksperymentów jest to, iż dodanie cyjanianu zapewniło podwyższoną stabilizację. Co więcej, potwierdziło się, iż może on być zamiennikiem dla dotychczas stosowanych składników, takich jak bromki. Członkowie zespołu badawczego wykazali również, że ogniwa słoneczne z cyjanianem zapewniają wyższe napięcie wynoszące 1,422 wolta (względem 1,357 wolta w przypadku konwencjonalnych perowskitowych ogniw słonecznych). A wszystko to przy znacznym zmniejszeniu strat energii.
Zaprojektowane ogniwo było testowane w kontrolowanych warunkach przez 300 godzin. Późniejsza ocena jego parametrów wykazała zachowanie ponad 96% pierwotnej wydajności. Następnie autorzy postanowili stworzyć trójzłączową konstrukcję, w której zintegrowali perowskitowe i krzemowe ogniwo słoneczne, do których ostatecznie dołączyli perowskitowe ogniwo zintegrowane z cyjanianem.
Czytaj też: O tym źródle energii mówi się za mało. Znamy je od dawna i jest lepsze niż wodór
W takich okolicznościach uzyskali imponującą wydajność, ponieważ udało się przekroczyć próg 27%. Co istotne, wszystko to przy zachowaniu stabilności tandemowej konstrukcji krzemowo-perowskitowej. I choć trudno sobie wyobrazić, by w najbliższym czasie możliwe było osiągnięcie teoretycznych granic sprawności konwersji energii, szacowanych na nawet 50%, to bez wątpienia inżynierowie związani z tematem nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa. Próg 30%, a być może nawet 40%, wydaje się kwestią czasu.