Jedna z najpoważniejszych alternatyw, czyli perowskity, zyskała niedawno poważne wsparcie. To za sprawą opracowania sposobu pasywacji defektów, co przełożyło się na zwiększenie wydajności tych urządzeń. Autorzy tej koncepcji opisali ją szerzej na łamach Nature Communications.
Czytaj też: Sąsiedzi wiele odgapiają od siebie. Odkryto dziwny wpływ poczty pantoflowej na fotowoltaikę
Członkowie zespołu badawczego oparli swoje podejście na perowskicie metalohalogenkowym, który przykuł uwagę świata nauki ze względu na jego wysoką wydajność z zakresu pochłaniania światła oraz obiecujące właściwości optoelektroniczne. Formamidynowy jodek ołowiu, również cechujący się takimi zaletami, musiał zostać nieco usprawniony ze względu na problemy z występującymi defektami.
Takowe pojawiają się w strukturze krystalicznej tego materiału, co w ostatecznym rozrachunku ma przełożenie na zdolność powstałych ogniw do konwersji energii. A skoro cierpi na tym wydajność, to stało się jasne, iż potrzeba konkretnych sposobów na zwalczenie opisywanego problemu. Takiego właśnie zadania podjęli się przedstawiciele GIST (Gwangju Institute of Science and Technology).
Wykorzystując perowskity do produkcji ogniw słonecznych naukowcy z Korei Południowej próbowali uporać się z poważnym ograniczeniem tej technologii mającym postać defektów wpływających na sprawność konwersji mocy
Przy ich udziale doszło do opracowania nowej strategii dotyczącej pasywacji defektów. Końcowy rezultat? Spadek częstotliwości występowania defektów oraz wzrost stabilności ogniw słonecznych. Jak wyjaśniają sami zainteresowani, kluczem do sukcesu okazało się wprowadzenie heksagonalnego politypu 6H do sześciennego politypu 3C. Przełożyło się to na wzrost sprawności konwersji energii względem dotychczas istniejących wariantów perowskitowych ogniw słonecznych.
Wprowadzony heksagonalny polityp 6H ograniczył powstawanie defektów w perowskicie. Odnotowano poprawę integralności strukturalne oraz dynamiki nośników. Żywotność nośnika wzrosła do ponad 18 mikrosekund, co jest bardzo dobrym wynikiem. Sprawność konwersji mocy perowskitowego ogniwa słonecznego wyniosła 24,13%, podczas gdy całego modułu: 21,92% (certyfikowany wynik przy długofalowej stabilności to 21,44%).
Czytaj też: Są jak ślady po ślimakach, a to źródło pożarów fotowoltaiki. O tym robi się w końcu głośno
Według inżynierów z Korei Południowej heteropolitypowa konstrukcja perowskitu, którą opracowali, może być najbliższa idealnej konfiguracji polikrystalicznej folii perowskitowej. Poczynione postępy dają nadzieję na rozwój perowskitowych ogniw słonecznych przystosowanych zarówno do działania na skalę komercyjną, jak i do pokrycia prywatnych potrzeb energetycznych. Takowe mogłyby posłużyć nie tylko w formie klasycznych paneli, ale i do przenośnej elektroniki czy ładowarek. Tym samym scenariusz, w którym dominacja krzemowych ogniw zostaje zakończona przez ich perowskitowe odpowiedniki staje się zaskakująco realny.