Fotowoltaiczne ogniwa perowskitowe z powłoką z kwantowych kropek mogą okazać się strzałem w dziesiątkę

Najpopularniejszy obecnie typ ogniw słonecznych to bez wątpienia ogniwa krzemowe. Sytuacja na rynku fotowoltaiki zmienia się dość dynamicznie – ogniwa perowskotowe rozwijają się tak szybko, że według wielu ekspertów, już wkrótce mogą stać się lepszą i bardziej opłacalną opcją niż krzem.
Perowskit i panele słoneczne,, Perowskit, panele słoneczne,
Perowskit i panele słoneczne,, Perowskit, panele słoneczne,

Ogniwa perowskitowe bardzo szybko osiągnęły wysoką wydajność, jeśli chodzi o zamianę energii słonecznej w elektryczność. Są też o wiele tańsze w produkcji, niż ich krzemowe odpowiedniki. Tak właściwie to do rozwiązania pozostał jeden, jedyny problem. Chodzi o ich wytrzymałość. Perowskity są niestety bardzo podatne na degradację przez jony pochodzące z elektrod tlenku metalu w ogniwie słonecznym. Problem ten próbowano rozwiązać na wiele sposobów, dodając do perowskitów najróżniejsze substancje, w tym również chili. Jak dotąd jednak żaden z tych pomysłów nie przyniósł oczekiwanego przełomu.

Ogniwa perowskitowe z domieszką kwantów

W ramach nowego badania naukowcy z EPFL i Korea Institute of Energy Research przetestowali nowy składnik – kropki kwantowe. Te maleńkie cząsteczki, kiedy naświetlane są światłem widzialnym, emitują określone kolory światła i zaczynają znajdować zastosowanie w takich rzeczach jak telewizory i ogniwa słoneczne.

W przypadku tego konkretnego badania, naukowcy wykorzystali kropki kwantowe, wykonane z tlenku cyny w charakterze cienkiej warstwy, nałożonej na powierzchnię perowskitowego panelu. Zadaniem tej warstwy jest bezproblemowy transport elektronów wytwarzanych przez perowskity do elektrody, co zwiększa wydajność samego panelu oraz – dzięki dodatkowej warstwie ochronnej – powinno w teorii zwiększyć wytrzymałość perowskitu.

Czytaj również: Odkryto sekret perowskitu w dążeniu do fotowoltaicznej przyszłości

Tego rodzaju rozwiązanie pozwoliło na stworzenie perowskitowego panelu pokrytego warstwą kwantowych kropek, którego wydajność wynosiła 25,7 proc. To zaledwie o 0,1 proc. mniej, niż obecny rekord dla ogniw perowskitowych. Międzynarodowy zespół wierzy, że ten wynik da się jeszcze poprawić w ramach dalszych testów, które przy okazji powinny odpowiedzieć na ważniejsze pytanie – czy warstwa kwantowych kropek jest w stanie zapewnić ogniwom perowskitowym odpowiednio wysoką odporność.