To właśnie oni, jak piszą na łamach Scientific Reports, postanowili nieco zmienić reguły gry i zastąpić popularnie stosowane składniki. Tak właśnie powstały odwrócone perowskitowe ogniwa słoneczne wykorzystujące tiocyjanian srebra zamiast PEDOT:PSS i tiocyjanianu miedzi.
Czytaj też: Woda powstaje niczym za dotknięciem czarodziejskiej różdżki. Niesamowita technologia już w akcji
Członkowie zespołu badawczego z Central Metallurgical Research and Development Institute twierdzą, iż ich konstrukcja cechuje się zadowalającą wydajnością i stabilnością. Jeśli wprowadzone zmiany zyskają akceptację na rynku fotowoltaiki, to wkrótce powinny na stałe zagościć u producentów, którzy zamienią PEDOT:PSS i tiocyjanian miedzi na tiocyjanian srebra.
Naukowcy z Egiptu postanowili wykorzystać tiocyjanian srebra zamiast tiocyjanianu miedzi
Tylko co dokładnie wprowadza manewr wykonany przez naukowców z Egiptu? Przede wszystkim chodzi o to, że nowy element może tworzyć warstwę transportującą dziury, jak i stanowić źródło domieszkowania miedzi. Z kolei tiocyjanian srebra, charakteryzujący się wyższą rezystywnością, może służyć za źródło domieszkowania srebra z wolniejszym tempem dyfuzji. Poza tym wykorzystany niedawno składnik lepiej od PEDOT: PSS radzi sobie z przenoszeniem ładunków między warstwą transportującą dziury, a warstwą perowskitu.
Zaprojektowane przez Egipcjan ogniwo wykorzystuje podłoże z tlenku indowo-cynowego, warstwę transportującą elektrony opartą na tiocyjanianie srebra, absorber wykorzystujący perowskit ołowiowo-halogenkowy, warstwę estru metylowego kwasu fenylo-masłowego, warstwę buforową BCP i metalowy kontakt ze srebra.
Osadzanie cienkiej warstwy tiocyjanianu srebra rozpoczęło się co najmniej pół godziny przed rozkładaniem warstw perowskitu. Naukowcy dokonali tego w warunkach wilgotności względnej wynoszącej od 25% do 30%, a później osadzili warstwę perowskitu w warstwie aktywnej na warstwie transportującej elektrony. Wykorzystali w tym celu powlekanie wirowe w tempie 4000 obrotów na minutę na przestrzeni 30 sekund.
Czytaj też: Zamiast żywopłotu „zasadź” panele słoneczne. Fotowoltaika na ogrodzeniu nie jest taka głupia?
Ostatecznie okazało się, że prototypowa wersja osiągnęła sprawność konwersji energii na poziomie 16,66%. Dla porównania, w wariancie wykorzystującym zazwyczaj stosowany PEDOT:PSS ostateczny rezultat wyniósł 15,11%. Co istotne, ogniwo słoneczne zaprojektowane przez egipskich naukowców zachowało 80,9% swojej pierwotnej wydajności po 500 godzinach pobytu w warunkach wilgotności względnej wynoszącej 48%.