Skąd bierze się ich przewaga? Choćby z tego, że ogniwa oparte na krzemie wymagają dużo energii i powstają z użyciem wieloetapowych metod produkcji. To z kolei przekłada się na wysoką cenę paneli fotowoltaicznych.
Czytaj też: Co łączy panele słoneczne, turbiny wiatrowe, owce i pszczoły? Brytyjczycy wpadli na nietypowy pomysł
Perowskitowe ogniwa słoneczne powstały w 2009 roku, a na przestrzeni lat technologia ta doczekała się licznych postępów. Mieszanie perowskitów z halogenkami zaburza stabilność ogniw, dlatego nadal najpopularniejszą opcją pozostają moduły krzemowe. Jak wynika z publikacji zamieszczonej na łamach Joule, dzięki ostatnim badaniom niestabilność może okazać się dawno nieaktualnym problemem.
Za tym potencjalnym przełomem stoją naukowcy z École polytechnique fédérale de Lausanne, którzy proponują podejście mogące zwiększyć zarówno stabilność, jak i wydajność perowskitowych ogniw słonecznych. Dotychczasowym problemem było to, że wspomniane ogniwa posiadały szerokie luki pasmowe, w których nie zachodzi żadna aktywność elektryczna. Z kolei elektrony przemieszczają się z jednego pasma energetycznego do drugiego wyłącznie w obrębie wąskich luk.
Perowskitowe ogniwa słoneczne stanowią alternatywę dla opartych na krzemie
Jednocześnie materiał półprzewodnikowy w ogniwach musi mieć mniejsze luki pasmowe, ponieważ tylko wtedy elektrony wzbudzone przez światło słoneczne mogą bezproblemowo przemieszczać się do elektrod przewodzących, by wytwarzać prąd. Jakby tego było mało, światło słoneczne może prowadzić do segregacji halogenków w mieszance z perowskitami, co obniża końcową wydajność.
Jedną z przeszkód na drodze do komercjalizacji perowskitowych ogniw słonecznych jest ich stabilność operacyjna, co stawia je w niekorzystnej sytuacji w porównaniu z technologiami fotowoltaicznymi już dostępnymi na rynku. Jest to szczególnie problem w przypadku perowskitów mieszanych z halogenkami, które są idealnymi materiałami dla tandemowych ogniw słonecznych. wyjaśniają autorzy
Czytaj też: Do fotowoltaiki i telewizorów idealne. Te ogniwa perowskitowe powstały zupełnie inaczej niż zwykle
Chcąc zwiększyć stabilność perowskitowych ogniw słonecznych, naukowcy wykorzystali modulatory alkiloamoniowe. Dwa ogniwa testowano w takiej konfiguracji kolejno przez 1200 i 250 godzin, a modulatory były w stanie skompensować straty energii wynikające z szerokich luk pasmowych na tyle, by ogólna wydajność ogniw wzrosła. Sprawność konwersji zwiększyła się o 25 procent i 21 procent. Ogniwo działające przez 1200 godzin odzyskało nawet 90 procent swojej początkowej sprawności, podczas gdy drugie osiągnęło wynik rzędu 80 procent.
