W badaniach opublikowanych w Energy & Environmental Science zespół naukowców z University of Surrey szczegółowo opisał, jak wyprodukować ogniwa słoneczne z perowskitu ołowiowo-cynowego, które osiągają ponad 23 proc. wydajności konwersji energii (PCE). Jest to jeden z najlepszych wyników osiągniętych przy użyciu tego materiału, a co ważniejsze, strategia projektowania, która wydłuża żywotność paneli o 66 procent.
Czytaj też: Perowskity jeszcze lepsze. Te liczby rzucają na kolana, a wystarczył jeden szczegół
Prof. Ravi Silva, dyrektor Advanced Technology Institute na University of Surrey, podkreśla:
Nasze odkrycie jest ważnym krokiem w kierunku przemysłowego wykorzystania ogniw perowskitowych. Opracowana przez nas metoda otwiera nowe możliwości dla masowej produkcji tanich i efektywnych paneli słonecznych.
Sprytna sztuczka ulepszyła perowskitowe ogniwa słoneczne
Podczas gdy obecnie na dachach domów dominują panele słoneczne na bazie krzemu, technologia solarna z perowskitu wyłoniła się jako zmieniająca zasady gry alternatywa. W pełni perowskitowe ogniwa słoneczne obiecują jeszcze większą wydajność, ale wyzwania związane z ich stabilnością i długoterminową wydajnością utrudniają ich powszechne przyjęcie. Wkrótce może się to zmienić.
Czytaj też: Japończycy stworzyli wielowarstwowe perowskity. Ich zachowanie zaskakuje
Dotychczas szeroko stosowane warstwy transportujące dziury (HTL) z materiału PEDOT:PSS były jedną z głównych przyczyn problemów ze stabilnością ogniw perowskitowych. Jak wykazały badania, interakcje chemiczne pomiędzy tym materiałem a warstwami perowskitowymi prowadziły do powstawania korozji i zmniejszenia wydajności. Naukowcy odkryli, że reakcje chemiczne powodujące degradację można złagodzić, wprowadzając środek redukujący jod. Co więcej, zwiększyło to także wydajność i żywotność samych ogniw.
Dr Imalka Jayawardena z University of Surrey dodaje:
Dzięki znacznemu zwiększeniu wydajności naszych ogniw słonecznych na bazie perowskitu, jesteśmy bliżej produkcji tańszych i bardziej zrównoważonych paneli słonecznych. Pracujemy już nad udoskonaleniem tych materiałów, procesów i architektury urządzeń, aby sprostać pozostałym wyzwaniom.
Zespół planuje udoskonalić swoje materiały, procesy i architekturę urządzeń, aby sprostać pozostałym wyzwaniom. Te postępy mogą zapoczątkować nową erę technologii solarnej, w której panele perowskitowe przewyższają tradycyjne systemy oparte na krzemie pod względem efektywności, opłacalności i wpływu na środowisko.
Naukowcy z University of Surrey koordynują także budowy farmy słonecznej o mocy 12,5 MW, która będzie służyć jako poligon doświadczalny dla tych innowacyjnych modułów perowskitowych.