To za ich sprawą powstały ogniwa słoneczne na bazie wspomnianego materiału cechują się rekordową wydajnością w tej kategorii. Historyczny wynik to 12,2% sprawności konwersji mocy, a wszystko to dzięki wprowadzeniu pewnego dodatku. W efekcie powstała konstrukcja mogąca zapewnić tej technologii wsparcie, które było tak potrzebne.
Czytaj też: Perowskitowe ogniwa słoneczne wjadą na salony. Nowe rozwiązanie zwalcza największy problem
Oczywiście wydajność wynosząca 12,2% nie jest rezultatem, który będzie spędzał sen z powiek konkurencji. Najlepsze ogniwa na rynku osiągają wyniki z zakresu 25-30%, ale zmagają się z innymi ograniczeniami, takimi jak wysokie koszty produkcji czy niska żywotność. Z tego względu naukowcy wciąż poszukują alternatyw, a jedną z nich zaproponowali przedstawiciele Chung-Ang University.
O swoich dokonaniach piszą na łamach Advanced Energy Materials. Z przedstawionych informacji wynika, że najnowszy sukces był możliwy dzięki wykorzystaniu składnika nazywanego 4PTSC w formie dodatku, który miałby poprawić wydajność i trwałość ogniw słonecznych na bazie halogenku i cyny. Dlaczego tak się dzieje? Wszystko za sprawą kontroli nad powstawaniem kryształów, pasywacją defektów i ochroną materiału przed utlenianiem czy wilgocią.
Ogniwa słoneczne zaprojektowane przez naukowców z Korei Południowej zyskały na wydajności, wytrzymałości i stabilności
I choć opisywany wariant raczej nie zagrozi dominatorom w postaci ogniw krzemowych, to i tak mógłby stanowić świetną alternatywę dla konstrukcji perowskitowych na bazie ołowiu. Cyna jest bowiem zdecydowanie mniej toksyczna i szkodliwa dla środowiska aniżeli ołów. W konsekwencji powinna być wyraźnie lepszym kandydatem do produkcji energii ze słońca.
Oczywiście gdyby było idealnie, to już dawno takie ogniwa byłyby powszechnie stosowane. Coś musiało więc stać na drodze do ich sukcesu. Co to było? Za jeden z problemów uznaje się występowanie defektów na skutek szybkiej i nieuporządkowanej krystalizacji na etapie produkcji. Owe defekty mają negatywny wpływ na wydajność przekształcania promieniowania słonecznego w energię elektryczną.
Czytaj też: Ile jeszcze fotowoltaiki zainstalujemy w Polsce, by być eko? Pewnych gruntów mamy pod korek
Innym ograniczeniem była niska stabilność tych urządzeń, nie wspominając o ich podatności na wilgoć oraz inne czynniki związane z otoczeniem. W toku badań inżynierowie z Korei Południowej doszli do wniosku, że ograniczenia można pokonać. Wykorzystali w tym celu niestosowany wcześniej składnik, nazywany przez nich 4PTSC. Zastosowano go w formie dodatku na etapie produkcji, a następnie oceniono efekty podjętych kroków.
Te najprawdopodobniej przekroczyły oczekiwania samych autorów, ponieważ pomiary wykazały wydajność wynoszącą 12,22%. Co więcej, po 500 godzinach działania sprawność konwersji mocy utrzymywała się blisko pierwotnego, 100-procentowego progu. Po 1200 godzinach wskaźnik ten osiągnął natomiast około 80%. Daje to nadzieję na tworzenie wydajnych i trwałych ogniw słonecznych na bazie perowskitów halogenkowo-cynowych.