Naukowcy oraz inżynierowie nie powiedzieli ostatniego głosu w kwestii rozwoju ogniw słonecznych. Nieustannie badają bowiem perowskit, czyli obiecujący materiał na te ogniwa, który wymaga czegoś do ochrony… może zbroi grafenowej?
Problem z trwałością ogniw z perowskitu posunął inżynierów do opracowania nowej elektrody, która może zwiększyć ich stabilność, wykorzystując warstwę ochronną ze „zbroi grafenowej”.
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 teraz inżynierowie z Narodowego Instytutu Nauki i Technologii (UNIST) w Korei Południowej znaleźli sposób na ochronę perowskitu, a sekretnym składnikiem jest grafen (via New Atlas).
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.
Czytaj też: Robot ukryty w materiale, czyli nowy wynalazek naukowców
W testach naukowcy wykazali, że nowy projekt był prawie tak samo wydajny jak zwykły. Ogniwa słoneczne chronione przez „zbroję grafenową” miały sprawność konwersji energii na poziomie 16,4 procent, w porównaniu do 17,5 procent dla tych bez. Udało się to utrzymać również przez długi czas, zachowując ponad 97,5 procent tej wydajności po 1000 godzinach.
Zespół odkrył też, że nowe komórki były bardziej stabilne, przy znacznie mniejszej dyfuzji jonów metali do warstwy perowskitu. Ponadto warstwa grafenowa blokowało światło UV, zapobiegając uszkodzeniom, które mogą powodować te długości fal. Jako dodatkowy bonus nowe ogniwa słoneczne są również znacznie bardziej elastyczne.
Chcesz być na bieżąco z WhatNext? Śledź nas w Google News
