Na początku przypomnijmy sobie kilka podstawowych rzeczy, które już wiemy na temat badań naukowych z dziedziny fotowoltaiki. Obecnie dominująca technologia, w której buduje się farmy słoneczne, jak i niewielkie prosumenckie instalacje, bazuje na krzemowych ogniwach fotowoltaicznych. Jest to stabilne i dość tanie w budowie źródło energii, ale posiada wiele ograniczeń pod względem wydajności.
Czytaj też: Panele fotowoltaiczne to przeszłość. Naukowcy opracowali lekarstwo na więcej problemów ludzkości
Natomiast od dłuższego czasu coraz głośniej mówi się o perowskitowych ogniwach. Ta technika jest oparta w większości na związkach halogenkowych o strukturze minerału perowskitu. Umożliwia ona produkcję elastycznych, cieńszych i jeszcze tańszych ogniw. Chociaż niektóre z nich prezentują sprawność konwersji energii nawet powyżej 30 proc., to niestety urządzenia te cechuje niska stabilność – bardzo łatwo rozpada się ich struktura. Takie ogniwa o krótkiej żywotności nie mają jeszcze prawa bytu na komercyjnym rynku.
Czytaj też: Arabski przewrót w fotowoltaice. Co odkryto?
Zupełnie inaczej sprawa się ma, gdy połączymy krzemową i perowskitową technologią. Od niedawna nad hybrydowymi ogniwami słonecznymi pracują naukowcy z saudyjskiego KAUST (King Abdullah University of Science and Technology), o dokonaniach których pisaliśmy już niejednokrotnie. Tym razem wespół z badaczami z Uniwerystetu z Princeton przeanalizowano odporność trzech rodzajów ogniw w przypadku polaryzacji zaporowej (reverse bias stress). Wyniki opublikowano w Joule.
Hybrydowe ogniwa fotowoltaiczne z Arabii Saudyjskiej. Wszyscy na nie czekają
Autorom badań chodziło przede wszystkim o sprawdzenie, jak sobie radzą ogniwa połączone szeregowo w warunkach częściowego zacienienia. Wówczas różne części modułów pracują z inną wydajnością i może dochodzić do uszkodzeń. Przebadano klasyczne ogniwa krzemowe, jednozłączowe ogniwa perowskitowe oraz hybrydowe krzemowo-perowskitowe.
Czytaj też: Cały świat patrzy na Arabię Saudyjską. Ich rekordowe ogniwo fotowoltaiczne miażdży sprawnością
Jak się możemy domyślać, naukowcy dowiedli, że hybrydy wykazywały podobne parametry pracy w warunkach polaryzacji zaporowej jak krzemowe ogniwa. Stwierdzono, że dzieje się tak, dzięki komórce krzemowej, która „chroni” perowskitowy komponent w module.
Tym samym uczeni stwierdzili, że jak na razie jedyną perspektywę komercjalizacji wykazują ogniwa hybrydowe. Biorąc pod uwagę, że technologia ta jest już rozwijana na KAUST od jakiegoś czasu, możemy spodziewać się, że pierwsze fotowoltaiczne moduły z perowskitami będą oparte na dokonaniach z Arabii Saudyjskiej.
