Naukowcy z City University of Hong Kong (CityUHK) opracowali nową technikę, która znacznie zwiększa szansę na komercjalizację ogniw słonecznych z perowskitu. Poprawia ona stabilność, niezawodność, wydajność i przystępność cenową, a szczegóły opisano w czasopiśmie Science.
Czytaj też: Wielowarstwowe perowskity! Japończycy otwierają drzwi do nowych technologii
Prof. Zhu Zonglong z CityUHK mówi:
Poprawa stabilności i uproszczenie procesu produkcji ogniw słonecznych z perowskitu stanowią znaczący krok naprzód w uczynieniu energii słonecznej bardziej dostępną i przystępną cenowo.
Niesamowite ogniwa słoneczne nadchodzą – Hongkong zrobił ważny krok
Perowskity zyskują coraz większą popularność w sektorze ogniw słonecznych ze względu na swoje wyjątkowe właściwości fizykochemiczne, które mogą potencjalnie zrewolucjonizować technologię fotowoltaiczną. Mają wysoką sprawność w przekształcaniu energii słonecznej na elektryczną, a przy tym można je wytwarzać za pomocą dość tanich i prostych metod.
Czytaj też: To odkrycie sprawi, że perowskity wyprą starą fotowoltaikę. To spory krok naprzód!
Zespół uczonych z Hongkongu pracuje nad nowym typem ogniwa fotowoltaicznego, które może zamieniać światło słoneczne na energię elektryczną wydajniej i działać dłużej niż obecne panele. Naukowcy opracowali dwie innowacje w celu stworzenia struktury ogniw słonecznych. Pierwszą jest integracja materiałów selektywnych pod względem otworów i warstw perowskitu, co upraszcza proces produkcji. Drugą jest to, że stabilność operacyjna urządzenia jest znacznie większa dzięki zastosowaniu nieorganicznej warstwy transportującej elektrony, tlenku cyny, który ma doskonałą stabilność termiczną, w celu zastąpienia tradycyjnych materiałów organicznych, takich jak fuleren i BCP.
Badacze z Hongkongu osiągnęli sprawność konwersji mocy przekraczającą 25 proc. poprzez optymalizację defektów wakatów tlenowych w warstwie tlenku cyny, zachowując jednocześnie ponad 95 proc. sprawności po 2000 godzinach ciągłej pracy w rygorystycznych warunkach testowych.
Defekty wakatów tlenowych to puste miejsca (wakaty) w strukturze krystalicznej materiału, gdzie powinny znajdować się atomy tlenu, ale ich brakuje. Takie defekty występują w różnych materiałach, w tym w tlenkach metali i półprzewodnikach, i mają istotny wpływ na ich właściwości fizyczne, chemiczne oraz elektryczne. Defekty wakatów tlenowych mogą wpływać na przewodnictwo elektryczne, właściwości optyczne, a także aktywność chemiczną materiału.
Naukowcy utrzymywali, że wydajność ta przewyższa stabilność tradycyjnych ogniw słonecznych z perowskitu, spełniając kilka branżowych standardów długowieczności. Wyniki otwierają drogę do bardziej niezawodnych i wydajnych ogniw słonecznych, upraszczając procesy produkcyjne i czyniąc produkcję ogniw słonecznych na skalę bardziej opłacalną.