W czasopiśmie Science ukazał się artykuł naukowy uczonych z City University of Hong Kong, którzy opisali w nim udoskonalony rodzaj ogniwa perowskitowego o odwróconej architekturze. Badaczom udało się osiągnąć wysoką wydajność i stabilność dla tego typu urządzeń.
Czytaj też: Polacy i Niemcy razem opracowali ogniwa perowskitowe. Ta współpraca udowodniła jedno
Odwrócone ogniwa perowskitowe zbudowane są, jak sama nazwa podpowiada, w taki sposób, że zamienione miejscami są konkretne warstwy. Konwencjonalne modele posiadają strukturę p-i-n, gdzie światło pada na warstwę transportującą elektrony (electron, transporting layer, ETL), a w odwrócone moduły są oświetlane w sposób n-i-p, przez warstwę transportującą dziury (hole transporting layer, HTL).
Czytaj też: Rewolucja perowskitów nadejdzie ze Wschodu. Zamiast prądu dostaniemy coś jeszcze lepszego
Czy taka modyfikacja w ogóle jest czemuś przydatna? Przede wszystkim sposób osadzania warstw i konstruowania „odwróconych perowskitów” jest prostszy i tańszy. Dlatego naukowcy poszukują sposobów na zwiększenie ich wydajności i stabilności. Niestety na przeszkodzie wciąż stoi niska odporność termiczna tych urządzeń.
Obiecujący wynik odwróconych perowskitów. Największa wada wyeliminowana
Zespół z Hongkongu wykorzystał samoorganizującą się monowarstwę (SAM, self-assebled monolayer) na powierzchni styku HTL zbudowanego z tlenku niklu i warstwy absorbera z perowskitu halogenkowego.
Brzmi to skomplikowanie, ale w dużym uproszczeniu praca uczonych polegała na takim ustawieniu architektury ogniwa, aby nie prowadziła ona do dużego zagęszczenia defektów. Podobnie, jak w przypadku układania wieży z klocków – staramy się, aby była jak najwyższa, bez pustych przestrzeni, stabilna i odporna na działanie sił zewnętrznych (ujmując to nieco fizycznym językiem).
Czytaj też: Nie jest ani z krzemu, ani z perowskitów. Nowe ogniwo słoneczne ma być tańsze i lepsze
Takie właśnie też okazało się odwrócone ogniwo z perowskitów. Po 1000 godzinach naświetlania jednym słońcem w temperaturze 65 st. C urządzenie wykazywało wciąż 90 proc. swojej pierwotnej wydajności. Sprawność konwersji energii wyniosła 25,6 proc. Twórcy ogniwa przyznają zgodnie, że udało się zwalczyć największą wadę w odwróconych perowskitach, jaką była niska odporność termiczna. Oczywiście nie jest to wciąż ogniwo idealne, ale dalsze badania nad tą technologią będą zdecydowanie łatwiejsze w celu opracowania skalowalnych projektów na przyszłość.