Perowskity ciągle są melodią przyszłości. Regularnie dowiadujemy się kolejnych nowości związanych z przekroczeniem rekordowych wartości sprawności ogniw czy udoskonaleniem konkretnych cech strukturalnych. Coraz większy udział w odkryciach mają również naukowcy z Chin. To właśnie praca uczonych z tego kraju pojawiła się na łamach Science i tłumaczy, jak zwiększono wydajność konwersji energii z 23 proc. do aż 25,5 proc.
Na początek trzeba wspomnieć o tym, jak zbudowane są ogniwa perowskitowe. Pomiędzy fotoabsorberem a warstwą przenoszącą dziury (HTL) umieszczana jest zwykle bardzo cienka powłoka pasywna. Ma ona grubość 1 nanometra. Jak się jednak okazało, tego typu konwencjonalna pasywacja wpływa istotnie na wydajność. Ponadto w wielkoskalowych ogniwach niezwykle trudno będzie rozprowadzić taki roztwór – piszą badacze.
Czytaj też: Czy perowskitowa fotowoltaika będzie dla nas toksyczna? Badacze przerwali milczenie
Perowskity z większą wydajnością. Zastosowaną zupełnie inną warstwę w strukturze
Wobec tego zastosowali oni coś zupełnie innego. Zamiast cienkiej powłoki pasywnej wytworzyli oni „porowaty kontakt izolatora” (ang. porous insulator contact, PIC). Mianowicie osadzili nanopłytki tlenku glinu o grubości 100 nanometrów. Dieelektryczną warstwę przedziurawili w losowych miejscach, aby umożliwić transport prądu.
Czytaj też: Perowskitowe ogniwa słoneczne mają wsparcie. Będą mniej narażone na niszczenie
Jak się dowiadujemy, rozwiązanie to ograniczyło rekombinację nieradiacyjną, w rezultacie czego wydajność konwersji energii w perowskitowym ogniwie wzrosła o 2,5 pp. Różnica pomiędzy ogniwem z powłoką pasywną a PIC jest znaczna. To budzi pewne nadzieje, że wydajność perowskitów będzie jeszcze możliwa do podniesienia. Oczywiście to jedno badanie chińskich uczonych nie rozwiązuje wszystkich problemów tej technologii.
Czytaj też: Jesteśmy o krok od przełomu. Perowskity są już stabilne – trzeba tylko rozwiązać pewien mały problem
Podstawowym problemem materiałów o strukturze perowskitu jest to, że ze wzrostem wydajności spada ich stabilność i odwrotnie. Przypomina to problem, aby mieć i rybki, i akwarium. Obydwie są nam potrzebne, ale ciągle możemy wybierać tylko jedne z nich. Niemniej wydaje się, że przezwyciężenie tego problemu stanie się już niebawem. Czy w perspektywie kilku lat perowskitowe panele wejdą na rynek? Wielu ma taką nadzieję.
