Technologie wykorzystujące światło emitowane przez naszą gwiazdę do wytwarzania energii elektrycznej, choć rozwijane od lat, są wciąż relatywnie nowe. Sprawia to, że istnieją aspekty, w których można wprowadzić istotne poprawki. Dzięki nim rośnie sprawność konwersji mocy paneli fotowoltaicznych czy też ich żywotność bądź stabilność. Mogliśmy się o tym niedawno przekonać za sprawą dokonań naukowców, którzy piszą o nich na łamach Chemical Engineering Journal.
Czytaj też: Są wyjątkowo cienkie i imponująco wydajne. Te ogniwa słoneczne podbiją rynek
Za tymi niewątpliwymi sukcesami stoją przedstawiciele Gyeongsang National University, Kookmin University oraz DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science&Technology). Wspólnymi siłami zastosowali koncepcję, w której perowskitowe kropki kwantowe posłużyły im do stworzenia wyjątkowo trwałych, a przy tym wydajnych ogniw słonecznych.
Szczególną uwagę zwrócili na kwestię zniekształceń występujących na powierzchni kropek kwantowych. Takowe mają przełożenie na wydajność ogniw, obniżając ją, dlatego było jasne, że do poprawy sytuacji konieczne będzie zajęcie się wspomnianymi zniekształceniami. Wykorzystali w tym celu tzw. ligandy przyłączone do powierzchni kropki kwantowej.
Naukowcy z Korei Południowej wykorzystali perowskitowe kropki kwantowe do zwalczania defektów powierzchniowych negatywnie wpływających na wydajność i stabilność ogniw słonecznych
Owe ligandy muszą jednak być wymieniane i właśnie wtedy na powierzchni kropek mogą tworzyć się defekty. Ich obecność ogranicza wydajność i skraca żywotność ogniw – najważniejsze, a już na pewno jedne z najważniejszych aspektów funkcjonowania tej technologii. Krótsze ligandy zapewniają odpowiednie “przytrzymywanie” kropek kwantowych, dzięki czemu nie występują zniekształcenia.
Efekty pojawiły się już teraz, ponieważ członkowie zespołu badawczego odnotowali wzrost wydajności ich ogniw słonecznych z 13,6% do 15,3%. Nie jest to może wartość, która zatrzęsie rynkiem fotowoltaicznym, ale z pewnością poprawa była znacząca. Jeśli zaś chodzi o stabilność, to w tym kontekście wystarczy wspomnieć, iż przez 15 dni udało się utrzymać 83% wydajności tych urządzeń. Sami zainteresowani dodają, że będą kontynuowali prowadzone działania i chcieliby wdrożyć opracowane rozwiązanie względem wielu różnych urządzeń fotoelektrycznych.
Czytaj też: Rekordy wydajności fotowoltaiki. W czym tandemowa technologia jest lepsza od konkurencji?
W przypadku ogniw o wyjątkowo wysokiej sprawności konwersji mocy warto zwrócić uwagę na technologie tandemowe. Łączą one konstrukcje perowskitowe i krzemowe, dzięki czemu osiągają bardzo dobre wyniki. Niedawno naukowcy związani z chińskim producentem LONGi odnotowali rezultat rzędu 34%, choć przekonują, że zapas jest jeszcze spory. Innymi słowy, chcą dążyć do wyraźnego przekroczenia granicy 40%.