Problematyczne skalowanie perowskitów przeszłością. Naukowcy zrobili krok w stronę ich szerszej komercjalizacji

Jeśli śledzicie temat paneli słonecznych, to doskonale wiecie, jak ważne dla ich rozwoju są tak zwane perowskity, czyli występujące naturalnie materiały hybrydowe zbudowane z halogenków metali i związków organicznych. Te są bardzo obiecujące, ale dręczy je obecnie wiele problemów, które naukowcy starają się obejść. Problematyczne skalowanie perowskitów jest jednym z tych problemów, które możemy już nazwać przeszłością.
Perowskit i panele słoneczne,, Perowskit, panele słoneczne,
Perowskit i panele słoneczne,, Perowskit, panele słoneczne,

Dzięki najnowszemu odkryciu, skalowanie perowskitów przestało być aż takim problemem w dążeniu do komercjalizacji ogniw “nowej generacji”

Jako że perowskity określa się materiałami, mogącymi wynieść panele słoneczne na nowy poziom, bo wręcz do “nowej generacji”, wiele uwagi poświęca się rozwiązywaniu ich problemów. Największą zaletą tego materiału jest jego zdolność do absorpcji światła słonecznego, co w połączeniu z niskimi kosztami produkcji, czyni z nich alternatywę idealną dla ogniw na bazie krzemu (czytaj: tańsze panele słoneczne na horyzoncie. Wszystko dzięki ferrocenom).

Czytaj też: Kolejna egzoplaneta zidentyfikowana na orbicie pobliskiej gwiazdy. Oto, co wiemy o HD 83443

W dzienniku Nature Nanotechnology pojawiła się obszerna praca na temat rozwiązania problemu skalowania, które powoduje utratę sprawności konwersji mocy i stabilności działania finalnych ogniw. Doskonale znamy powód takiej degradacji możliwości ogniw, bo ta wynika z naturalnych defektów w strukturze molekularnej perowskitu, które zakłócają przepływ elektronów. To powoduje “straty rezystancyjne”, czyli utratę mocy z powodu oporu.

Ogniwa słoneczne z perowskitu, Ogniwa słoneczne, perowskit, Ogniwa słoneczne z perowskitu SAM

Czytaj też: Atmosfera Wenus ma nietypową cechę, która wpływa na obrót całej planety

Naukowcy z EPFL, pod kierownictwem Mohammada Nazeeruddina, znaleźli jednak sposób na przezwyciężenie tych problemów związanych ze skalowaniem perowskitów. Ich rozwiązanie sprowadza się do prostej w realizacji metody wytwarzania jednokrystalicznych romboedrycznych nanocząstek dwutlenku tytanu, które można wykorzystać do produkcji warstwy perowskitowej.

Czytaj też: Czujnik kwantowy inny niż wszystkie. Fizycy stworzyli go z cząsteczki wodoru

Powstała w tym procesie nowa struktura charakteryzuje się mniejszą ilością niedopasowań “sieciowych”, co odnosi się do “drabinkowej” struktury nanocząstek dwutlenku tytanu. To z kolei zapewnia lepszy przepływ elektronów i mniejsze straty mocy, co zostało potwierdzone podczas testów. W nich niewielkie ogniwa słoneczne oparte na nanocząsteczkach pozwoliły osiągnąć sprawność konwersji energii na poziomie 24,05% oraz zachowały 90% początkowej wydajności po 1400 godzinach ciągłej pracy. Z kolei te wielkie (o powierzchni prawie 24 cm kwadratowych) uzyskały sprawność 22,72%, co ponoć “reprezentuje najwyższą sprawność modułów z najniższym spadkiem sprawności przy skalowaniu”.