Chociaż ogniwa słoneczne do tej pory wiąże się najczęściej z krzemem, są już jego godni i lepsi następcy. Ich skuteczność potwierdzają najwydajniejsze ogniwa słoneczne, będące połączeniem krzemu i perowskitu.
Najwydajniejsze ogniwa słoneczne
Inżynierowie osiągnęli nowy rekord wydajności zbliżony do 30% dla nowego rodzaju ogniw słonecznych, łączących w sobie krzem i perowskit. W rzeczywistości odkąd perowskit pojawił się na scenie ogniw słonecznych około dekady temu, pobił rekordy wydajności w zawrotnym tempie i to zwłaszcza w połączeniu z krzemem.
Czytaj też: Zobaczcie nowe ogniwa słoneczne, które zapewniają rekordowo wysoką wydajność
Czytaj też: Rewolucyjne ogniwa słoneczne nowej generacji trafią na ISS
Czytaj też: Te ogniwa słoneczne sprawdzają się w pomieszczeniach
Jeszcze pięć lat temu tandemowe ogniwa słoneczne miały maksymalną wydajność 13,7%, dwa lata temu nawet 25,2%, a na początku tego roku technologia osiągnęła 27,7 procent. Teraz jednak zespołowi kierowanemu przez naukowców z Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) udało się wycisnąć z nich imponującą wydajność 29,15% (via New Atlas).
Ponowne tandemowe podejście z krzemem i perowskitem w roli głównej zapewniło zespołowi najwydajniejsze ogniwa słoneczne w historii. To zbliża się do progu 30 procent i dla porównania, wydajność samego krzemu lub perowskitu zwykle wynosi około 20%. To wskazuje, że te dwa materiały dobrze ze sobą współgrają, ponieważ pochłaniają różne długości spektrum światła.
Czytaj też: Jak stworzyć przezroczyste panele słoneczne? Po prostu wybić w nich dziury
Czytaj też: Ogniwa paliwowe z plastikowych odpadków i to dzięki Słońcu
Czytaj też: Już wkrótce pojawią się tańsze, lżejsze i bardziej wytrzymałe ogniwa słoneczne
W obecnej formie ogniwo słoneczne zostało przetestowane na próbce o powierzchni 1 cm kwadratowych, ale naukowcy twierdzą, że powinno być stosunkowo proste skalowanie do bardziej praktycznych rozmiarów.
Perowskitowe szaleństwo
W ciągu zaledwie około 10 lat ogniwa słoneczne perowskitowe rozwinęły się tak szybko, że osiągnęły wydajność około 20%, podczas gdy to samo zajęło ogniwom z krzemu kilkadziesiąt lat. Sam w sobie perowskit jest tańszy i łatwiejszy do produkcji, a na dodatek można go drukować lub rozpylać bezpośrednio na powierzchnie.
Perowskit jest jednocześnie podatny na degradację przez jony pochodzące z elektrod tlenku metalu w ogniwie słonecznym. Jednak ostatnio inżynierowie z Narodowego Instytutu Nauki i Technologii (UNIST) w Korei Południowej znaleźli sposób na ochronę perowskitu, a sekretnym składnikiem jest grafen.
Grafen to dwuwymiarowa sieć atomów węgla, która jest przezroczysta, wytrzymała i przewodzi prąd elektryczny. To czyni go idealnym do tego celu – pozwala na przenikanie fotonów światła i elektronów, ale blokuje jony metali.
Nowy system zespołu został wykonany przy użyciu tak zwanego poliimidu osadzonego na siatce miedzi grafenowej (GCEP), który znajduje się między metalową elektrodą a perowskitem. Warstwa ta pozwala na przenikanie światła słonecznego do perowskitu w celu przekształcenia energii w elektrony, które są następnie przekazywane z powrotem przez GCEP do metalowej elektrody, a potem przechowywane w formie energii.
