Perowskitowe ogniwa słoneczne mogłyby zapewnić wysoką wydajność przy jednoczesnych niskich kosztach produkcji. A my, rzecz jasna, nie mielibyśmy nic przeciwko temu, ponieważ im więcej przydatnych rozwiązań na rynku odnawialnych źródeł energii, tym lepiej. Niestety, obecnie stosowany proces produkcyjny, który polega na nakładaniu warstw jedna po drugiej, stoi na drodze do komercjalizacji tej technologii.
Czytaj też: Atom to istne „szczęście w nieszczęściu”. Tego samego nie można powiedzieć o fotowoltaice
Być może przełom nastąpi dzięki naukowcom z City University of Hong Kong oraz amerykańskiego National Renewable Energy Laboratory. To właśnie złożony z nich zespół, jak czytamy na łamach Nature Energy, opracował metodę powlekania roztworami. Dzięki niej pojawia się szansa na obniżenie kosztów produkcji oraz usprawnienie całego procesu na tyle, by perowskitowe ogniwa słoneczne na stałe weszły na rynek fotowoltaiki.
Zajęliśmy się kwestią produkcji za pomocą nowatorskiego podejścia do współtworzenia kontaktu selektywnego dla dziur i warstwy perowskitowej w jednym kroku, co zaowocowało najnowszą wydajnością wynoszącą 24,5% i wyjątkową stabilnością dla odwróconych perowskitowych ogniw słonecznych. To pozwala przybliżyć komercjalizację tej technologii o jeden krok. wyjaśnia jeden z autorów badania, Zhu Zonglong
Perowskitowe ogniwa słoneczne stanowią alternatywę dla tych opartych na krzemie, lecz wciąż potrzebują nieco usprawnień
O ile bowiem zazwyczaj takie ogniwa tworzy się poprzez nakładanie warstwy po warstwie, tak nowe podejście miało zapewnić możliwość uniknięcia dotychczasowych problemów. Wśród nich wymienia się chociażby nadmierne koszty produkcji, niezadowalająca jednorodność i powtarzalność.
W toku badań międzynarodowy zespół doszedł do wniosku, że dodanie do roztworów prekursorów perowskitu kwasów fosfonowych lub karboksylowych sprawi, iż taki roztwór będzie się samoczynnie układał na podłożu z tlenku indowo-cynowego. Powlekanie pojedynczym roztworem upraszcza proces produkcji zastępując dotychczas stosowaną metodę układania warstwa po warstwie.
Czytaj też: Koniec ze spalaniem tworzyw sztucznych. Polacy znaleźli remedium na recykling trudnych odpadów
Powstałe w takich okolicznościach perowskitowe ogniwa słoneczne mają sprawność konwersji mocy wynoszącą 24,5% i mogą zachować ponad 90% początkowej sprawności nawet po 1200 godzinach pracy w punkcie maksymalnej mocy przy ciągłym oświetleniu. Co istotne, uzyskane wyniki nie odbiegają z osiąganymi przez dotychczas stosowane perowskitowe moduły produkowane w oparciu o mniej wydajne i droższe metody. Poszerzenie wachlarza dostępnych na rynku technologii z zakresu odnawialnych źródeł energii może być kluczem do osiągnięcia zerowych emisji netto. Takie cele wyznaczyło sobie wiele krajów świata, a niektóre zamierzają osiągnąć sukces już w kolejnej dekadzie.