O perowskitach robi się coraz głośniej na całym świecie. Za projektowanie jak najbardziej wydajnych ogniw z tej generacji biorą się zespoły naukowców z USA, Chin, Indii, ale również i Polski. Materiały o strukturze perowskitów (głównie halogenki) są o wiele tańsze w wytwarzaniu, łatwiejsze w kształtowanie i bardziej elastyczne.
Czytaj też: Po co stają w szranki z całą Azją? Ich ogniwa perowskitowe są fajne, ale mają jedno “ale”
Jednakże ogniwo ogniwu nierówne. Znamy obecnie kilka rodzajów perowskitów, które mogą zwojować branżę fotowoltaiczną. Najbardziej obiecujące są ogniwa tandemowe w połączeniu z krzemową technologią – te potrafią osiągnąć zdumiewającą sprawność konwersji energii powyżej 30 proc.
Ogniwa perowskitowe z rekordową wydajnością. Czy mamy zbierać ręce do oklasków?
Innym wartym uwagi typem są odwrócone ogniwa perowskitowe, które wzięli na warsztat naukowcy z amerykańskiego Northwestern University w stanie Illinois. Na łamach periodyku Science opisali, w jaki sposób udało im się osiągnąć rekordową wydajność dla tej klasy ogniw fotowoltaicznych. Wyniosła ona aż 25,1 proc., co jest różnicą o cały 1 pp. względem poprzedniego rekordu.
Czytaj też: Polacy i Niemcy razem opracowali ogniwa perowskitowe. Ta współpraca udowodniła jedno
Naukowcy podają, że odwrócone ogniwa słoneczne minimalizują straty w warstwach transportujących dziury (HTL), ale niestety pojawiają się za to straty wywołane rekombinacją w górnych warstwach transportujących elektrony. Jak często bywa w przypadku perowskitów, poprawiając jeden czynnik, automatycznie pogarsza się inny. Dlatego badacze szukają jak najbardziej kompromisowych rozwiązań.
W tym przypadku Amerykanie zastosowali dwie różne cząsteczki pasywacyjne w strukturze ogniwa i każda z nich miała inną rolę. Metyloaminy modyfikowane siarką zapewniały pasywację chemiczną, a diaminy m.in. ograniczały rekombinację powodowaną przez styki. W rezultacie opracowano jednostkę, która była w stanie stabilnie działać w temperaturze 65 st. C przez ponad 2000 godzin w otaczającej atmosferze.
Czytaj też: Ten kraj jako pierwszy wypuści ogniwa perowskitowe na rynek
Czy taki poziom stabilności świadczy o tym, że powyższe ogniwa perowskitowe nadają się od razu do masowej produkcji? Niestety, ale taki czas stabilnego działania daje nam żywotność rzędu kilku miesięcy (w zależności od warunków solarnych). Niemniej naukowcom udało się osiągnąć to dla ogniwa o bardzo wysokiej sprawności konwersji energii. Przed badaczami jeszcze wiele do poprawienia, zwłaszcza w kontekście przedłużenia stabilności ogniw i zaprojektowania ich w wersji skalowalnej.