Chińczycy sprawili, że perowskitowe ogniwa słoneczne osiągnęły rekord. Jak tego dokonali?

Dzięki kilku sztuczkom zastosowanym przez chińskich inżynierów, udało im się sprawić, że perowskitowe ogniwa słoneczne zyskały na wydajności. 
Chińczycy sprawili, że perowskitowe ogniwa słoneczne osiągnęły rekord. Jak tego dokonali?

Takowe są ciekawą alternatywą dla klasycznie stosowanych, opartych na krzemie. Wśród kluczowych zalet młodszego i mniej popularnego brata wymienia się przede wszystkim niższe koszty potrzebnych materiałów, relatywnie wysoką wydajność, a także łatwość produkcji nawet na dużą skalę.

Czytaj też: Ten region jest potęgą energetyczną. Odkryto, że może tu powstać aż 1800 elektrowni, ale jakich?

O kulisach przeprowadzonych działań członkowie zespołu piszą na łamach Advanced Materials. Mowa o przedstawicielach Shanghai Advanced Research Institute, Southern University of Science and Technology i City University of Hong Kong. Autorzy badań w tej sprawie przedstawili stosunkowo nieskomplikowane, a przede wszystkim skuteczne podejście do tematu. Wykorzystuje ono szczawian formamidyny, który został wprowadzony do koloidalnej warstwy transportującej elektrony na bazie dwutlenku cyny.

Ten ostatni stosuje się dość powszechnie w formie materiału odpowiadającego za transport elektronów w perowskitowych ogniwach słonecznych. Jest on przydatny między innymi ze względu na zadowalającą przepuszczalność światła, stabilność w obecności promieniowania ultrafioletowego oraz możliwość przetwarzania nawet w niskich temperaturach. 

Perowskitowe ogniwa słoneczne mogą stanowić wydajną, a przede wszystkim tańszą alternatywę dla paneli opartych na krzemie

Jak okazało się w toku prowadzonych ekspertyz, jony formamidyny i jony szczawianowe cechowały się wzdłużnym rozkładem gradientu w warstwie dwutlenku cyny. Co więcej, gromadziły się przede wszystkim na granicy faz dwutlenku cyny i perowskitu. Gdy związek ten został zmodyfikowany, okazał się zapewniać lepsze wyrównanie poziomu energii między perowskitem a dwutlenkiem cyny-szczawianem formamidyny. 

Dzięki takiemu rezultatowi możliwe stało się ograniczanie ryzyka gromadzenia się nośników na granicy faz. Doszło też do poprawy napięcia w obwodzie otwartym. Jakby tego było mało, szczawiany formamidyny nosi potencjał, za sprawą którego może modulować tworzenie się kryształów górnych warstw perowskitu. Pozwala to na uzyskanie wysokiej jakości folii perowskitowych. 

Czytaj też: Nowatorski akumulator wykorzystuje powszechnie dostępny pierwiastek. Poznaliśmy dane na temat jego wydajności

W ostatecznej formie interfejs powstały z udziałem szczawianu formamidyny doprowadził do wyśrubowania rekordu w zakresie sprawności konwersji energii. Nowy najlepszy rezultat wyniósł 25,05% i to przy podwyższonej stabilności. Trzeba przyznać, że całkiem imponująco prezentują się ostatnimi czasy osiągnięcia Chińczyków w zakresie rozwoju technologii fotowoltaicznych.