Perowskitowe ogniwo słoneczne, które zachowuje się jak niezniszczalne. Ta konstrukcja ma świetną wydajność

Przedstawiciele NREL (National Renewable Energy Laboratory) opracowali perowskitowe ogniwo słoneczne, które cechuje się nie tylko bardzo dobrą wydajnością. Jest ono przy tym imponująco odporne na jej spadki.
Perowskitowe ogniwo słoneczne, które zachowuje się jak niezniszczalne. Ta konstrukcja ma świetną wydajność

Kluczem do sukcesu okazało się odejście od wykorzystywania warstwy fulerenu C60, czyli tzw. buckminsterfullerenu. Urządzenie fotowoltaiczne w takiej formie zostało poddane testom, które wykazały, iż ma ono sprawność konwersji energii na poziomie 26,1%. Co więcej, gdy przyszła pora na pomiary długofalowej wydajności, to takowe wykazały, że po 2100 godzinach udało się utrzymać aż 98% pierwotnej sprawności.

Czytaj też: Chiny prześcignęły USA w energetyce jądrowej. To tam będzie wkrótce najwięcej energii z atomu

Obszar szczególnego zainteresowania naukowców ze Stanów Zjednoczonych dotyczył warstwy transportu elektronów. Wprowadzone zmiany okazały się naprawdę korzystne, ponieważ nie tylko udało się zwiększyć wydajność, z jaką te perowskitowe ogniwa słoneczne wytwarzają energię, ale dodatkowo wzrosła ich żywotność. Tę ostatnią potwierdzono testami w temperaturze 65 stopni Celsjusza prowadzonymi na przestrzeni 2100 godzin.

W takich okolicznościach degradacja wyniosła około 2%. Przy temperaturze 85 stopni Celsjusza i pracy przez 1500 godzin członkowie zespołu badawczego zmierzyli około 5% degradacji. A wszystko to dzięki rezygnacji z powszechnie stosowanego fullerenu C60 w obrębie warstwy transportu elektronów. Ta jest odpowiedzialna za ekstrakcję elektronów powstałych przy udziale światła słonecznego stosowanego w celu wytwarzania energii elektrycznej.

Zmodyfikowana warstwa transportu elektronów doprowadziła do wzrostu wydajności i stabilności oferowanej przez nowe perowskitowe ogniwo słoneczne

Piętą achillesową fullerenu C60 okazał się punkt styku, za sprawą którego cierpiała wydajność i stabilność perowskitowych ogniw słonecznych. Takie ograniczenia były szczególnie widoczne w odniesieniu do długoterminowych zastosowań. Rozwiązaniem problemu okazało się zastąpienie dotychczasowego składnika solą jonową określaną mianem CPMAC.

Czytaj też: Niczym paliwo jądrowe w fotowoltaice. Stworzyli materiał 300% wydajniejszy od dzisiejszych paneli

Efekty były widoczne w zasadzie natychmiastowo, ponieważ odnotowano trzykrotny wzrost wytrzymałości mechanicznej warstwy transportu elektronów. Zorganizowane później testy potwierdziły korzystny wpływ tej zmiany na wydajność i stabilność całego ogniwa. W praktyce – gdy połączono ze sobą kilka ogniw – parametry te okazały się nieco niższe, lecz i tak poprawa względem wcześniejszej sytuacji była nad wyraz zauważalna.