Perowskity mogą być o wiele lepsze. Znaleźli na to sposób
Fotowoltaika w dużej mierze zależna jest od krzemu. Ten powszechnie występujący w przyrodzie materiał jest drogi w pozyskiwaniu i oczyszczaniu, co przekłada się m.in. na wysokie ceny modułów fotowoltaicznych. Możliwe jest jednak zastąpienie go.
Wizualizacja projektu usprawnienia perowskitowych ogniw fotowoltaicznych
Wśród wykorzystywanych na świecie rozwiązań fotowoltaicznych dominują te, które oparte są o krzem. Problem stanowią koszty związane z pozyskiwaniem i oczyszczaniem tego materiału. Istnieją jednak sposoby na to, by produkować energię elektryczną ze słońca, bez skupiania się na krzemie.
Może do tego dojść wraz z popularyzacją perowskitów. Perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne nie są jednak idealne. Naukowcy z Uniwersytetu w Rochester mają jednak pomysł na to, w jaki sposób technologię tę znacznie usprawnić.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Czy warto kupić gimbal Zhiyun Crane M2S?
Jak czytamy na stronie uczelni, badacze zazwyczaj nakładają materiał perowskitowy na szklane podłoże i wówczas testują osiągane wyniki. Prof. Chunlei Guo sugeruje jednak inną metodę, która ma przełożyć się na wzrost wydajności konwersji światłą na energię elektryczną nawet o 250 proc. Jego zdaniem, w perowskitach należy pozbyć się szklanego podłoża i zastąpić je metalem lub naprzemiennymi warstwami metalu i dielektryka.
- Nikt przed nami nie dokonał podobnej obserwacji w kwestii perowskitów. Możemy umieścić metalową platformę pod perowskitem, całkowicie zmieniając interakcję elektronów w perowskicie. Dlatego korzystamy z metod fizycznych, by zaprojektować tę interakcję - mówi Guo.
W ogniwie słonecznym fotony ze światła słonecznego muszą oddziaływać i wzbudzać elektrony, co z kolei sprawia, że opuszczają one swoje atomowe rdzenie i generują prąd elektryczny. Chunlei Guo tłumaczy, że idealnym rozwiązaniem byłoby wykorzystywanie w ogniwach takich materiałów, które słabo przyciągają wzbudzone elektrony.
Naukowcy wykazali, że takie rozwiązanie może stanowić materiał perowskitowy, który korzysta z warstwy metalu lub metamateriału, składającego się z naprzemiennych warstw srebra (metalu szlachetnego) i tlenku glinu (dielektryka). Rozwiązanie to pozwala ograniczyć rekombinację elektronów.
Rozwiązanie to sprawia, że warstwa metalu służy jako "lustro". Tworzy ono odwrócone obrazy elektron-dziura elektronowa, co redukuje możliwość rekombinacji. W wyniku przeprowadzonych badań udało się zaobserwować wzrost wydajności konwersji światła o 250 proc.
Niestety, wydajność perowskitowych ogniw fotowoltaicznych nie jest ich podstawową wadą. Dużą barierą w kontekście ich rozpowszechnienia jest ich krótka żywotność i szybki czas degradacji.
