Ponad 23 proc. sprawności ogniwa perowskitowego
Naukowcy ze szwajcarskiego uniwersytetu Ecole Polytechnique Fedérale de Lausanne (EPFL) opracowali technologię, która pozwoliła zwiększyć sprawność perowskitowego ogniwa słonecznego do wartości 23,4 proc. Wyniki badań wykazały, że tak wysoką sprawność ogniwo jest w stanie utrzymać przez ponad 1440 godzin. Jak tłumaczą naukowcy, postęp był możliwy dzięki zastosowaniu nowej warstwy pasywacyjnej przy budowie ogniwa.
Naukowcy ze szwajcarskiego uniwersytetu École Polytechnique Fedérale de Lausanne (EPFL) przedstawili sposób na zwiększenie sprawności ogniw perowskitowych. Rozwiązanie polega na zastosowaniu dodatkowej warstwy pasywacyjnej na wierzchniej warstwie perowskitu zbudowanej z ligandu kwasu 2,5-tiofeno dikarboksylowego.
Do tej pory wśród fundamentalnych przeszkód stojących na drodze rozwoju ogniw perowskitowych naukowcy wymieniali między innymi negatywną interakcję pomiędzy powierzchnią materiału perowskitowego a pozostałymi warstwami ogniwa, które powodowały obniżoną wydajność pracy całego kompozytu. Wprowadzenie warstwy pasywacyjnej ma za zadanie wyeliminować to „wąskie gardło”, usprawniając działanie ogniwa oraz wydłużając jego wysoką wydajność w czasie.
Przeprowadzone eksperymenty potwierdziły oczekiwania naukowców. W testach laboratoryjnych badacze osiągnęli sprawność pojedynczego ogniwa perowskitowego, w skład którego wchodziła nowa warstwa pasywacyjna, na poziomie 23,4 proc.
Po 1440 godzinach stałego oświetlania ogniwa, jego sprawność wynosiła 87 proc. wartości początkowej. Tymczasem próbki kontrolne, które nie zawierały dodatkowej warstwy pasywacyjnej, straciły ponad 60 proc. swojej początkowej sprawności po 600 godzinach oświetlania.
O pełnych obserwacjach i wynikach przeprowadzonych badań można przeczytać w artykule „Nanoscale interfacial engineering enables highly stable and efficient perovskite photovoltaics” opublikowanym w czasopiśmie Energy & Environmental Science.
W ostatnich miesiącach pojawia się coraz więcej doniesień w temacie zwiększania sprawności ogniw perowskitowych. Naukowcy znajdują różne sposoby na poprawę tego parametru. Szczególny potencjał jest dostrzegany w perowskitach metalohalogenkowych, a szczególnie w trójjodku formamidyno-ołowiu (FAPbI3), który według naukowców z EPFL jest najbardziej obiecującym półprzewodnikiem dla wysoce wydajnych i stabilnych perowskitowych ogniw słonecznych. W związku z tym naukowcy starają się zmaksymalizować jego sprawność i stabilność.
Szwajcarska uczelnia to czołowy ośrodek naukowy na świecie jeśli chodzi o rozwój technologii perowskitowych.
Na stronie internetowej uniwersytetu EPFL pojawił się niedawno komunikat informujący o postępie w pracach nad podniesieniem sprawności ogniw perowskitowych. Zespół profesora Michaela Grążela z School of Basic Science EPFL dokonał modyfikacji, która pozwoliła osiągnąć sprawność pojedynczego ogniwa perowskitowego na poziomie 25,6 proc. Tak wysoką sprawność naukowcy utrzymali przez 450 godzin nieprzerwanego naświetlania. Ponownie rezultat został osiągnięty poprzez chemiczną modyfikację. Tym razem zastosowanie pseudo halogenowego anionu mrówczanowego (HCOO−) pomogło stłumić defekty strukturalne, które zwykle występują na granicach ziaren i na powierzchni folii perowskitowych.
Nie tak dawno rosyjsko-włoski zespół naukowców z uniwersytetu ITMO pochwalił się opracowaniem ogniwa perowskitowego o sprawności powyżej 21 proc. Rozwiązanie umożliwiające zwiększenie sprawności ogniwa opierało się na wykorzystaniu rezonujących nanocząsteczek krzemu stanowiących składnik pasty przewodzącej wykonanej na bazie dwutlenku tytanu (TiO2). Zdaniem badaczy, dodanie nanocząsteczek krzemu ma wpływać pozytywnie na poprawę zdolności absorpcyjnych przez perowskitowe ogniwo.
Więcej o ostatnich postępach w rozwoju technologii perowskitowej w fotowoltaice w artykule: Rosjanie opracowali ogniwo perowskitowe o sprawności powyżej 21 proc.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o
