Chiny na ustach całego świata. Doprawią fotowoltaikę chemikaliami

Ogniwa perowskitowe w przeciwieństwie do technologii krzemowej nadal nie mają jednego, ustalonego składu chemicznego i konkretnej budowy warstwowej. Wiele zespołów badawczych próbuje nowych kombinacji i stosuje nietypowe związki, aby osiągać coraz lepsze parametry wydajności i stabilności. Eksperci z Hongkongu wytypowali pewne dobrze znane w niektórych branżach chemikalia do zastosowania w fotowoltaice.
Chiny na ustach całego świata. Doprawią fotowoltaikę chemikaliami

W czasopiśmie Nature Photonics pojawiły się rezultaty badań naukowców z Miejskiego Uniwersytetu Hongkongu, którzy odkryli, jaki jeszcze związek może polepszyć działania ogniw perowskitowych. Nie jest to pierwszy raz, kiedy chińscy badacze biorą na warsztat perowskitową fotowoltaikę i szukają sposobów na jej udoskonalenie.

Czytaj też: Wieczne chemikalia nie będą już problemem. Nowa metoda umożliwia skuteczne uzdatnianie wody

Związek, który zdaniem uczony jest w stanie modulować wzrost warstwy perowskitu (jedną z kilku warstw budujących ogniwo), to dokładnie chlorowodorek kwasu 4-guanidynobenzoesowego, czyli w skrócie GBAC. Chemia tego związku może być dla nas bardzo skomplikowana, ale niektórzy z nas kojarzą go z pewnością z branży farmaceutycznej i chemicznej. Jest wykorzystywany m.in. do produkcji barwników i środków chemicznych do użytku rolniczego. GBAC jest półproduktem powszechnie stosowanym w syntezie organicznej, podkreślają naukowcy.

Z uwagi na to, że GBAC jest również nielotny, może być skutecznym łącznikiem pasywacji defektów w warstwie perowskitowej. Dzięki niemu nowo powstała folia słoneczna prezentuje o wiele lepsze wyniki. Badania dowiodły, że ogniwo perowskitowe wzbogacone o GBAC potrafi osiągnąć maksymalną sprawność konwersji energii na poziomie 24,8 proc.

Dodali chemikalia do ogniw perowskitowych. Parametry zauważalnie się poprawiły

Dodajmy, że w parze z tak dobrymi parametrami wydajności idą również niskie straty energii. W przypadku tego ogniwa jest to jedynie 0,36 eV. Twórcą przekonują, że to jedna z najmniejszych wartości dla perowskitowych folii o wysokiej sprawności konwersji energii.

Jak się dowiadujemy jeszcze, ogniwo jest stosunkowo wytrzymałe i stabilne. Przez ponad 1000 godzin zachowuje 98 proc. początkowej wydajności przy permanentnym ogrzewaniu w temperaturze 65 st. C. Nie jest to jednak ciągle rekordowa stabilność w przypadku perowskitów.

Czytaj też: Nie tylko perowskity. Pozornie przestarzałe panele słoneczne wykręcają nie lada wyniki

Niestety nadal nierozwiązanym problemem tego typu ogniw jest to, że bardzo trudno osiągnąć wysoką stabilność i wytrzymałość jednocześnie. Ponadto pojawiają się jeszcze kłopoty przy skalowalności modeli – im większe prototypy ogniw, tym gorsza ich wydajność. Urządzenie chińskich uczonych zdaje się być najbliżej optymalnego balansu, chociaż nie jest to jeszcze idealny produkt. Niemniej nasze oczy są ciągle skierowane na Daleki Wschód, gdzie dokonuje się najwięcej odkryć z zakresu elektrofotochemii. Prawdziwy przełom w branży faktycznie może przyjść z tego kierunku.