Kliknąłeś w wilka brawo !

Naukowcy z Princeton zademonstrowali nowy projekt ogniwa słonecznego z perowskitu o oczekiwanej żywotności 30 lat. Nadal wydaje się, że to perowskit ma stać się głównym materiałem do ogniw paneli słonecznych, ale przedtem należałoby przezwyciężyć poważny problem z trwałością. Inżynierowie z Princeton przedstawili nowy projekt ogniwa słonecznego z perowskitu, który według testów może wytrzymać nawet 30 lat użytkowania w praktyce.

Krzem od dziesięcioleci jest materiałem wykorzystywanym do produkcji ogniw słonecznych. Jednak w ciągu ostatnich 15 lat perowskity szybko nadrobiły zaległości. Zbliżają się do wydajności krzemu, ale są tańsze w produkcji, lżejsze i bardziej elastyczne.

Problem polega jednak na tym, że perowskity nie są zbyt stabilne.
Mają tendencję do rozpadania się pod wpływem czynników zewnętrznych. Rozwiązanie tego problemu było przedmiotem wielu wcześniejszych prac, a naukowcy eksperymentowali z dodawaniem masywnych cząsteczek, pigmentów lub kropek kwantowych.

W badaniach naukowców z Princeton zajęto się kwestią stabilności, dodając ultracienką warstwę przykrywającą między pochłaniającą światło warstwą perowskitu a warstwą przenoszącą ładunek. Ta o grubości zaledwie kilku atomów warstwa przykrywająca została wykonana z dwusiarczku węgla, ołowiu, jodu i chloru i służyła do ochrony urządzenia przed spaleniem w ciągu kilku tygodni.

Próbowano też dodawać warstwy 2D, aby przedłużyć żywotność ogniw słonecznych perowskitowych, ale nie w takim stopniu, jak ten nowy. Według szacunków zespołu, perowskitowe ogniwa słoneczne wykonane z tą warstwą przykrywającą mogą wytrzymać do 30 lat pracy na zewnątrz, co czyni je pierwszym tego typu, który przekroczył komercyjny próg 20-letniej żywotności.

Naukowcy obliczyli tę długość życia za pomocą nowej techniki przyspieszonego starzenia, którą opracowali, aby przetestować trwałość ogniw słonecznych. Partie ogniw słonecznych zostały umieszczone w komorach eksperymentalnych, gdzie były wystawione na jasne światło i różne temperatury, od gorącego letniego dnia 35°C aż do ekstremalnych 110°C.

Zespół twierdzi, że badania nie tylko dostarczają nowego sposobu na wytwarzanie trwalszych perowskitowych ogniw słonecznych, ale technika przyspieszonego starzenia pomoże naukowcom przetestować trwałość wszelkiego rodzaju ogniw słonecznych.

Należy też potwierdzić, że nie jest tak, że perowskit zastąpi ogniwa krzemowe tak bardzo, że nowa technologia uzupełni starą, czyniąc panele słoneczne jeszcze tańszymi, wydajniejszymi i trwalszymi niż obecnie, a także rozszerzając energię słoneczną na niewypowiedziane nowe obszary współczesnego życia. Na przykład jej grupa niedawno zademonstrowała całkowicie przezroczystą folię perowskitową, która może zamieniać okna w urządzenia wytwarzające energię bez zmiany ich wyglądu. Znaleziono też sposób na drukowanie atramentów fotowoltaicznych za pomocą perowskitów.

Nowe technologie na bazie perowskitu w przyszłości zmienią świat OZE.