Chińczycy ustanowili rekord świata sprawności perowskitu

Grupa naukowców z uniwersytetu w Nanjing poinformowała o ustanowieniu, jak twierdzą, rekordowej sprawności ogniwa perowskitowego.

Rekordową sprawność ogniwa perowskitowego, wynoszącą 24,5 proc., osiągnięto dzięki skupieniu się na większej kontroli procesu krystalizacji. Taki wynik osiągnięto na ogniwie o powierzchni 20,25 cm2.

Jak zapewniają chińscy naukowcy, ich sukces stanowi techniczne podstawy do masowej produkcji i komercyjnego zastosowania tandemowych ogniw słonecznych wykonanych z perowskitu.

REKLAMA

Poprawa procesu krystalizacji

Kluczowym czynnikiem, który przyczynił się do tego wyniku, było dodanie multifunkcyjnego buforu glicynamidu chlorowodoru do roztworu prekursora perowskitu. Glicynamid chlorowodoru tworzy wiązania wodorowe między organicznymi kationami perowskitu a rozpuszczalnikami oraz tworzy kompleksy z halogenkami metalu w prekursorze perowskitu, co hamuje i opóźnia parowanie rozpuszczalnika podczas krystalizacji perowskitu.

Dzięki temu zespół badaczy był w stanie znacząco wydłużyć czas przygotowania jednorodnych filmów perowskitowych z ołowiu i cyny, zmniejszając gęstość defektów na dolnej warstwie filmu perowskitowego. To z kolei znacznie poprawiło tzw. czas życia nośników w filmie perowskitowym i przyczyniło się do wyżej sprawności.

REKLAMA

W kierunku komercjalizacji

Na podstawie udostępnionych danych wiemy, że rekordowe ogniwo perowskitowe o sprawności 24,5 proc. (wynik certyfikowany przez Japan Electrical Safety & Environment Technology Laboratories – JET) charakteryzuje się obszarem aktywnym (tzw. aperture area) wielkości 20,25 cm2, napięciem obwodu otwartego na poziomie 2,157 V oraz współczynnikiem wypełnienia (FF), który określa stosunek mocy maksymalnej, jaką można uzyskać z ogniwa, do iloczynu napięcia obwodu otwartego i prądu zwarcia, na poziomie 77,5 proc.

Wyniki swoich dotychczasowych badań grupa chińskich badaczy opublikowała w artykule pt.: „Homogeneous crystallization and buried interface passivation for perovskite tandem solar modules” opublikowanym w czasopiśmie „Science”.

Zalety perowskitów

W publikacjach naukowych z ostatnich lat badacze podkreślają konieczność rozwoju technologii perowskitowych, argumentując to m.in. ich wysoką elastycznością pod kątem dostosowywania ich struktury. Daje to możliwość optymalizacji dla różnych zastosowań. Co więcej, naukowcy zwracają uwagę na ich wysoki potencjał efektywności, który może być wyższy niż w przypadku krzemowych ogniw słonecznych. Dodatkowo w porównaniu z nimi ogniwa wykonane z perowskitu mają być bardziej odporne na spadek wydajności wynikający z samej niedoskonałości materiału czy też zanieczyszczeń.