Koreańscy inżynierowie Narodowego Uniwersytetu w Incheon opracowali nową metodę produkcji ogniw fotowoltaicznych opartych na diselenku miedzi, indy, galu i siarki (CIGSSe). Rezultatami swoich prac pochwalili się na łamach Advanced Functional Materials.
Czytaj też: O osobliwych ogniwach słonecznych było zdecydowanie za cicho! Szwajcarzy pobili kolejny rekord
Ogniwa CIGSSe tylko w składzie brzmią tak groźnie, a tak naprawdę są tanią i przyjazną środowisku wersją ogniw fotowoltaicznych, które mogą kiedyś wygryźć dominujące na rynku moduły krzemowe. Główną zaletą CIGSSe jest to, że mają doskonałe właściwości pochłaniania światła widzialnego i wysoką stabilność.
Ogniwa słoneczne z bogatym składem pierwiastkowym. Ich produkcja stanie się o wiele tańsza
Dotychczas ogniwa siarczkowe (selen pełniący tu rolę siarki sprawia, że strukturalnie związki budujące moduł są podobne do siarczków) nie przykuwały większej uwagi, ponieważ wydajność konwersji energii, jaką prezentują, jest bardzo niska. Ponadto rozpuszczalniki używane do produkcji są trujące dla środowiska oraz proces wytwarzania ogniwa opiera się na korzystaniu ze środowiska próżniowego, co dodatkowo zwiększa koszty.
Jednakże koreańscy naukowcy spróbowali nieco zmodyfikować system produkcji ogniw CIGSSe. Wykorzystali oni osadzanie materiału w środowisku powietrznym za pomocą sprayu z wodą dejonizowaną, która jest najtańszym i najbardziej ekologicznym rozpuszczalnikiem. Buforem w procesie był o wiele bezpieczniejszy siarczek indu, który zestopowano cyrkonem, co zwiększyło stężenie elektronów w buforze. Co więcej, absorber w module CIGSSe został skomponowany razem z potasem.
Wszystkie wymienione powyżej procesy przyczyniły się do drastycznej poprawy parametrów ogniwa, redukując defekty. Wydajność konwersji energii osiągnęła 17 proc., co nie jest konkurencyjną wartością w porównaniu do ogniw krzemowych czy krzemowo-perowskitowych, ale dostatecznie wysoką, aby zainteresować potencjalnych inwestorów do wykorzystania tej technologii.
Czytaj też: Rekord znów goni rekord? Osiągnięto największą w historii sprawność ogniwa fotowoltaicznego
Główną zaletą nowej generacji ogniw słonecznych CIGSSe jest to, jak twierdzą twórcy, że powstaje w środowisku powietrznym, bez wykorzystania próżni. Minimalizuje to koszty finansowe i energetyczne produkcji takich modułów, co czyni je bardziej atrakcyjnymi do ewentualnego wykorzystania komercyjnego. Być może to nie krzem i perowskity, a diselenki staną się najbardziej pożądanym materiałem przyszłości.
