Od dobrych kilku lat możemy przeczytać bardzo dużo informacji na temat technologii perowskitowej, która rzekomo ma zastąpić obecnie dominujące krzemowe panele słoneczne. Perowskity mają wiele zalet: są tanie w produkcji, bywają elastyczne, można je dostosować do różnych powierzchni. Niestety są wciąż mało stabilne i łatwo rozpadają się pod wpływem chociażby czynników atmosferycznych.
Czytaj też: Recykling perowskitów prosty jak drut. Dobrze, że ktoś pomyślał o tym teraz
Naukowcy z Chińskiego Narodowego Centrum Nanonauki i Technologii pochwalili się w ostatnim czasie swoim najnowszym osiągnięciem. Opracowali oni perowskitowe ogniwa słoneczne z fazy Dion-Jacobsona. Urządzenie okazało się bardzo trwałe, a przy tym wydajne. Sprawność konwersji energii wyniosła 19,11 proc. – czytamy w artykule na łamach periodyku Nature Communications.
Nowa generacja perowskitów przed nami? W Chinach bazowali na fazie Dion-Jacobsona
Dwuwymiarowe perowskity fazy Dion-Jacobsona do tej pory nie wzbudzały tyle zainteresowania w świecie naukowym. Szkoda, ponieważ mogą być one obiecującym absorberem w ogniwach słonecznych z uwagi na ich wysoką stabilność w trudnych warunkach środowiskowych. Niestety do tej pory badano tylko perowskity DJ tylko w 3D, a wyniki nie były satysfakcjonujące. Chińscy uczeni przysiedli teraz nad ich dwuwymiarową wersją.
Czytaj też: Chiny zarządzają nową generacją ogniw słonecznych. Wada perowskitów już okiełznana?
W badaniach został przez nich wykorzystany materiał perowskitowy o wzorze (CDMA)(MA)n−1PbnI3n+1, gdzie CDMA odnosi się do związku o angielskiej nazwie 1,4-cyclohexanedimethanammonium. Jak przekonują badacze, związek cechuje się właściwościami, które ułatwiają transport ładunków elektrycznych i zapewniają stabilność strukturalną.
Podczas badań eksperymentalnych stworzono prototypowe urządzenie fotowoltaiczne. Ogniwo powstało metodą powlekania ostrzem i było w formie skalowalnej. Testowane w standardowych warunkach oświetlenie uzyskało wspomnianą wydajność 19,11 proc., napięcie obwodu otwartego 1,16 V, gęstość prądu zwarciowego 20,41 mA/cm2 i współczynnik wypełnienia 80,56 proc. Referencyjne urządzenie o tym samym układzie warstw, ale z innym materiałem perowskitowym uzyskało jedynie 14,87 proc. sprawności konwersji energii.
Czytaj też: Chiny opracowały najwydajniejsze ogniwa perowskitowe. Czy ktoś ich jeszcze pokona w fotowoltaicznej wojnie?
Najważniejsza jednak nie jest wydajność tego ogniwa słonecznego, ale jego stabilność. Jak donoszą naukowcy, zaprezentowało ono niezwykłą odporność na wilgoć czy wysokie temperatury. „Po trzymaniu prototypu w warunkach wilgotności względnej na poziomie 90% oraz ciągłej temperatury 85°C przez odpowiednio ponad 4000 i 5000 godzin urządzenie wykazało 8 proc. degradację w teście stabilności wilgotnościowej i pomijalną utratę wydajności w pomiarze stabilności termicznej” – czytamy. „W szczególności stabilność operacyjna przy ciągłym obciążeniu światłem przez ponad 6000 godzin wykazuje pomijalną utratę wydajności.” Widzimy zatem czarno na białym, że technologia z fazą Dion-Jacobsona może mieć w przyszłości pewien potencjał aplikacyjny.