Chodzi o perowskity, czyli kryształy już teraz stosowane w tym celu, choć na zdecydowanie zbyt małą skalę, abyśmy mogli mówić o dominacji. Skąd doniesienia o potencjalnej zmianie? Za sprawą udanej syntezy trwałych ogniw słonecznych ze wspomnianego perowskitu. Stabilne struktury dają nadzieję na nadejście rewolucji w sektorze fotowoltaicznym.
Czytaj też: Ten reaktor produkuje węglowodory jak szalony. Korzysta ze zdobyczy fotowoltaiki
Energia pozyskiwana ze słońca stanowi jedno z podstawowych jej źródeł będących alternatywą dla paliw kopalnych. Te ostatnie, choć wydajne i łatwe w gromadzeniu, prowadzą do powstawania szkodliwych dla środowiska emisji gazów cieplarnianych pokroju dwutlenku węgla oraz metanu.
Szukając alternatyw, inżynierowie próbują opracować jak najwydajniejsze sposoby na wytwarzanie energii z użyciem paneli słonecznych. Do tej pory najwyższą wydajność zapewniał krzem, lecz perowskity wykazują szereg przydatnych właściwości, które mogłyby zdecydowanie odwrócić sytuację.
Perowskity o podwyższonej wytrzymałości i wydłużonej żywotności stanowią zdaniem ich twórców świętego Graala fotowoltaiki
Co istotne, naturalne tego typu kryształy są rzadkie, lecz można wytwarzać je sztucznie za sprawą syntezy. Powstają wtedy związki organiczne i nieorganiczne o strukturze krystalicznej ABX3 zawierającej jony naładowane elektrycznie. Problem polega na tym, że wykazują one bardzo krótką żywotność, przez co trudno wyobrazić sobie ich komercyjne wykorzystywanie.
Kolejna wada bierze się z ich podatności na uszkodzenia wynikające z obecności wilgoci oraz tlenu. Aby im przeciwdziałać, naukowcy ustalili nową strategię projektowania, o której piszą szerzej na łamach Science. Powstała w toku eksperymentów struktura cechuje się według ich słów wytrzymałością na poziomie tej oferowanej przez ogniwa krzemowe. To wspaniała wiadomość dla całej branży.
Czytaj też: W 1992 roku zamontowali panele słoneczne. Jak fotowoltaika wypada po ponad 30 latach?
Nie bez przyczyny autorzy tego rzekomego sukcesu mówią o znalezieniu świętego Graala w technologiach słonecznych. Mówimy bowiem o wizji wytwarzania paneli zdecydowanie taniej, niż w przypadku ich krzemowych odpowiedników. To za sprawą możliwości produkcji w relatywnie niskich temperaturach. Kluczem w ostatnich postępach było użycie jodku formamidyny cechującego się wysoką sprawnością w zakresie absorpcji światła oraz zadowalającą stabilnością termiczną.
Dalsze badania polegały na wprowadzeniu rozpuszczalnej formy tego składnika do dwuwymiarowej warstwy perowskitów. Później do akcji wkroczyła temperatura przekraczająca 60 stopni Celsjusza. Tak powstały wyjątkowo stabilne perowskity 3D. Jako że istnieje możliwość prowadzenia tego procesu na masową skalę, to poczynione postępy powinny odegrać bardzo istotną rolę w wytwarzaniu perowskitowych ogniw słonecznych o wysokiej wydajności i długiej żywotności. Czy dni krzemu jako podstawowego składnika paneli słonecznych są policzone? Wszystko na to wskazuje.