Perowskity to tak naprawdę związki halogenkowe o strukturze perowskitów. Od dekad są one obiektem badań pod kątem zastosowania w nowej generacji fotowoltaiki. Niemniej do tej pory cały czas coś działało nie po myśli naukowców. Prototypowe ogniwa albo cechowały się małą wydajnością, albo ich żywotność i stabilność pozostawiały wiele do życzenia.
Czytaj też: Perowskity w miejsce krzemu to nie mrzonki. Nowa metoda czyni tę wizję wyjątkowo realną
Amerykańsko-chiński zespół badaczy z Uniwersytetu Westlake, Instytutu Materiałów Półprzewodnikowych Shangyu, Uniwersytetu Zhejiang, Uniwersytetu Fudan oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles i Narodowego Laboratorium Lawrence’a w Berkeley zaprezentowali nowy sposób na obróbkę perowskitów. W rezultacie nowo opracowane ogniwo przekroczyło wydajność dzisiejszych krzemowych modułów, czyli około 22-23 proc.
Perowskity pasywowane niezwykłym związkiem chemicznym. W ten sposób ogniwo osiągnęło wysoką wydajność
Z artykułu na łamach periodyku Joule dowiadujemy się, że główna część prac badawczych polegała na wykorzystaniu π-cząsteczek terpirydyny w formie zasady Lewisa do pasywacji defektów powierzchniowych. Obróbka perowskitów tą substancją skutecznie działała także przy wysokich stężeniach. Okazało się, że nawet wtedy roztwór jest całkowicie bezpieczny dla struktury ogniwa – nie uszkadza absorbera i nie obniża sprawności konwersji energii.
Czytaj też: Perowskity da się recyklingować. Dzięki innowacyjnej metodzie ta technologia nabiera sensu
Zastosowanie π-cząsteczek terpirydyny sprawiło, że naukowcy otrzymali perowskitowe ogniwo słoneczne o wydajności 25,24 proc. Wystawiając je przez 2664 godziny na ekspozycję, traci ono jedynie 10 proc. początkowej siły i 18 proc. po 2976 godzinach ogrzewania w wysokich temperaturach. Prototyp urządzenia charakteryzował się także gęstością prądu zwarciowego na poziomie 25,97 mA/cm2, napięciem obwodu otwartego rzędu 1,19 V i współczynnikiem wypełnienia – 81,65 proc.
Czytaj też: Polskie perowskity prawie gotowe! Twórcy wskazują, że do sukcesu brakuje tylko jednego
Amerykanie i Chińczycy w swoich badaniach zwracają uwagę na kluczową rolę pasywacji w procesie tworzenia ogniw słonecznych na bazie perowskitu. Odkryli oni tak naprawdę nowe generacje związków, tzw. pasywatorów, które skutecznie niwelują defekty powierzchniowe bez względu na ich stężenie zastosowanych związków. A to przesuwa technologię perowskitową o jeden, mały krok naprzód w stronę jej komercjalizacji.
