Perowskitowe ogniwa słoneczne zbudowane są z szeregu warstw. Każda z nich pełni odrębną rolę. Są one bardzo cienkie, osadzane w szczególny sposób i ich skład chemiczny bywa niekiedy niezwykle skomplikowany. Chińscy naukowcy z Południowego Uniwersytetu Nauki i Techniki w Shenzhen przeprowadzili eksperyment na warstwie transportującej elektrony.
Czytaj też: Perowskity do lamusa. Uczeni pieją z zachwytu nad nowym odkryciem
Z ich artykułu naukowego na łamach Advanced Materials możemy dowiedzieć się, że mowa jest dokładnie o tlenku cyny (SnO2), który jest pospolicie wykorzystywany w konstrukcji perowskitowych ogniw z uwagi na wysoką przepuszczalność światła, stabilność w świetle UV i wytrzymałość na niskie temperatury.
SnO2 jest osadzany bezpośrednio na perowskicie – materiale absorbującym. Niestety granica pomiędzy tymi fazami bywa „zakopana”, jak to określają autorzy badań. Wobec tego ciężko do tej pory było badaczom badać i ulepszać to konkretne miejsce w strukturze ogniw. Chińscy uczeni wykorzystali szczawian formamidyny (FOA) jako element dodatkowy na granicy SnO2/perowskit.
Perowskity jeszcze lepsze. Tajemniczy związek zwiększył wydajność ogniwa
W rezultacie okazało się, że nowy związek zadziałał na swój sposób terapeutycznie dla ogniwa. Warstwa transportująca elektrony wykazała wyższy poziom Fermiego, a dzięki temu energia pomiędzy fazami została wyrównana. Co więcej, FOA zadziałało stymulująco na wzrost kryształów perowskitów.
Czytaj też: Tego nic już nie zatrzyma. Polskie perowskity dostały niewyobrażalne wsparcie
Powyższe efekty elektrochemiczne sprawiły, że ogniwo perowskitowe zaprezentowało lepsze wyniki pracy. W porównaniu do standardowego modułu w tej technologii, które posiadało wydajność rzędy 22,40 proc., osiągnięto tutaj wynik aż 25,05 proc. – jeden z najwyższych w historii badań nad perowskitami. Ponadto polepszyła się stabilność ogniwa, czyli będzie ono mogło pracować dłużej przy pełnym oświetleniu.
Badania chińskich naukowców unaoczniają nam, że idealne perowskity jeszcze nie istnieją. Wciąż mamy jeszcze wiele wariacji dla ich finalnego składu chemicznego. Szczawian formamidyny zadziałał znakomicie na parametry pracy ogniwa, ale czy jego zastosowanie na skalę masową będzie możliwe? Autorzy badań w ogóle nie wspominają o ewentualnej komercjalizacji swojego wynalazku.
