tanie panele słoneczne, najwydajniejsze na świecie ogniwo słoneczne bez srebra

Tańsze panele słoneczne na horyzoncie. Wszystko dzięki ferrocenom

Nowe materiały opracowane w Imperial College London dowodzą, że zarówno łatwiejsze w produkcji, jak i tańsze panele słoneczne są już na horyzoncie. Wszystko sprowadza się do rozwiązania problemu ogniw z perowskitów, które są alternatywą dla drogich w produkcji tradycyjnych ogniw z krzemu, ale dręczy je problem trwałości oraz sprawności.

Łatwiejsze w produkcji i tańsze panele słoneczne są już coraz bliżej

Wspomniani naukowcy zaczęli współpracować z innym zespołem z City University of Hong Kong, któremu zapewnili dostęp do swoich ferrocenów (konkretnego rodzaju metaloorganicznych związków chemicznych). Te zostały następnie dodanie do perowskitowych ogniw słonecznych, co znacznie poprawiło ich wydajność oraz stabilność.

Czytaj też: Jak radzą sobie panele słoneczne w ekstremalnie niskich temperaturach?

Ogniwa krzemowe są wydajne, ale drogie, dlatego pilnie potrzebujemy nowych urządzeń do pozyskiwania energii słonecznej, aby przyspieszyć przejście na energię odnawialną. Stabilne i wydajne ogniwa perowskitowe mogłyby ostatecznie umożliwić wykorzystanie energii słonecznej w większej liczbie zastosowań – od zasilania krajów rozwijających się, po ładowanie nowej generacji urządzeń noszonych na ciele.

Nasza współpraca z kolegami z Hongkongu była niezwykle udana. Nawiązaliśmy ją po tym, jak wygłosiłem wykład na temat nowych związków ferrocenu i poznałem dr Zonglonga Zhu z CityU, który poprosił mnie o przesłanie kilku próbek. W ciągu kilku miesięcy zespół z CityU powiedział nam, że wyniki są ekscytujące i poprosił nas o przesłanie większej liczby próbek, co zapoczątkowało program badawczy, którego efektem są urządzenia perowskitowe, które są zarówno bardziej wydajne, jak i stabilniejsze

– powiedział Nicholas Long z Imperial College London, który współprowadzi badania.

Czytaj też: Te ultralekkie zbiorniki ciekłego wodoru mogą wyzwolić lotnictwo od paliw kopalnych. Są wręcz rewolucyjne

Potęga ferrocenów, które zostały odkryte w 1952 roku, sprowadza się do połączenia w nich cząsteczek żelaza i pierścieni węgla, co zapewnia im (w skrócie) możliwość poprawienia procesu przemieszczania się elektronów między warstwami ogniwa słonecznego. W przypadku tych na bazie perowskitów jest to o tyle ważne, że są skuteczne w zbieraniu światła, ale już nie w przetwarzaniu energii słonecznej na elektryczną. Dodatek ferrocenów znacząco więc usprawnia działanie ogniw słonecznych perowskitów.

Czytaj też: Najbardziej znacząca demonstracja tego półwiecza. Amerykańskie laboratorium przesłało prąd na znaczną odległość

Przeprowadzone testy w laboratoriach komercyjnych pokazują, że sprawność urządzeń perowskitowych z dodaną warstwą ferrocenu może sięgać 25%, co zbliża je do sprawności tradycyjnych ogniw krzemowych. Wszystko to przy równie odpowiednio wysokiej trwałości, bo przez 1500 godzin pracy prototypowe ogniwa zachowały ponad 98% swojej początkowej sprawności. Zespół opatentował swój projekt i ma nadzieję na licencjonowanie go, co pozwoli na wprowadzenie tych paneli na rynek. Ciągle jednak trwają prace nad ich ulepszaniem.