Na czym polegają wspomniane problemy? Przede wszystkim, krzem – choć powszechnie występujący – generuje stosunkowo wysokie koszty związane z jego wydobyciem i oczyszczaniem. Jednym z zamienników, które w ostatnich latach zyskały ogromną popularność, jest perowskit, czyli minerał odkryty w 1839 roku. Dzięki dokonanym niedawno postępom perowskity powinny stać się jeszcze bardziej kuszącą opcją.
Czytaj też: Perowskitowe panele słoneczne z bardzo ważnym postępem. Przetrwają nawet najcięższe warunki
Za potencjalnym przełomem w tej sprawie stoi Chunlei Guo z Uniwersytetu w Rochester. On i jego zespół zaprezentowali swoje dokonania na łamach Nature Photonics. W odróżnieniu od zazwyczaj stosowanych metod syntezy perowskitów, naukowcy proponują, by do ich tworzenia używać podłoża z warstwy metalu lub naprzemiennych warstw metalu i materiału dielektrycznego, a nie szkła. W takiej wersji wydajność konwersji światła wzrosła aż o 250%.
Jak wyjaśnia Guo, kawałek metalu może wykonać tyle samo pracy, co skomplikowana inżynieria chemiczna w laboratorium eksperymentalnym. Dokonane postępy powinny być natomiast szczególnie przydatne w przyszłości w zakresie pozyskiwania energii z wykorzystaniem fotowoltaiki.
Perowskity zostały odkryte w 1839 roku, ale obecnie zyskują coraz większą popularność
W ogniwie słonecznym fotony ze światła słonecznego muszą bowiem oddziaływać z elektronami i wzbudzać je. W takich okolicznościach elektrony opuszczają swoje rdzenie atomowe i generują prąd elektryczny. Gdyby ogniwo wykorzystywało materiały, które są słabe, aby przyciągnąć wzbudzone elektrony z powrotem do rdzeni atomowych i zatrzymać prąd elektryczny, to takie wariant byłby bardzo pożądany.
Czytaj też: Nadchodzi koniec krzemu! Materiały 2D dadzą nam elektronikę nowej generacji
Dzięki wspomnianej wcześniej kombinacji – składającej się z warstw srebra oraz tlenku glinu – udało się wyraźnie zmniejszyć rekombinację elektronów. Sprawiło to, iż warstwa metalu zachowuje się niczym lustro, które tworzy odwrócone obrazy par elektron-dziura elektronowa, obniżając ich skłonność do rekombinacji. I choć wstępne rezultaty badań są co najmniej zachęcające, to perowskity zdecydowanie nie są pozbawione wad. Jedna z nich dotyczy ich podatności na szybką degradację. Jeśli jednak uda się je wzmocnić, to dominująca pozycja krzemu bez wątpienia będzie zagrożona.
