Perowskity w ogniwach słonecznych. Czy to już realna alternatywa dla krzemu?

ogniwo słoneczne

Ogniwa słoneczne wykorzystujące krzem zdominowały rynek paneli fotowoltaicznych od momentu swojego debiutu w połowie lat 50. XX wieku. Ta droga w produkcji i mało optymalna technologia ma jednak szansę odejść w niebyt, za sprawą rozwoju prac nad perowskitami.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Princeton zbudował ogniwo słoneczne z wykorzystaniem perowskitów, którego trwałość może być już porównywalna z tradycyjnym krzemowym odpowiednikiem. Po raz pierwszy w historii inny materiał, który zamienia światło słoneczne w elektryczność może stanowić realną alternatywę dla krzemu i otworzyć drogę do komercjalizacji rozwiązania.

Nowa metoda testowania ogniw słonecznych na bazie perowskitów pozwala przyspieszyć proces ich starzenia, za pomocą stałego strumienia ciepła o czterech poziomach temperatury, dochodzącej do 110 stopni Celsjusza. Okazało się, że najnowsze modele takich ogniw po upływie pięciu lat badań nadal zapewniają efektywność na poziomie 80%, przy średniej temperaturze wynoszącej 35 stopni Celsjusza.

Kryterium żywotności dla ogniw krzemowych wynosi 20 lat. Wyniki badań naukowców z Uniwersytetu Princeton wskazują, że perowskity są w stanie utrzymać efektywność paneli fotowoltaicznych przez nawet 30 lat

Ze szczegółowym raportem z badania można się zapoznać w magazynie naukowym Science.

Perowskit to minerał zawierający atomy tytanianu wapnia. Jest półprzewodnikiem o unikalnej krystalicznej strukturze, która idealnie nadaje się do zastosowania w ogniwach słonecznych. Pionierem rozwoju tej technologii w Polsce jest firma Saule Technologies, na której czele stoi Olga Malinkiewicz, fizyczka i wynalazczyni metody wytwarzania drukowanych ogniw słonecznych na bazie perowskitów. 

Czytaj też: Okazalsza żywotność i szybsze ładowanie – oto jak naukowcy ulepszyli akumulatory półprzewodnikowe

Perowskity mogą być wytwarzane w temperaturze pokojowej, więc taki proces wymaga mniej energii niż produkcja ogniw krzemowych i czyni je bardziej przyjaznymi dla środowiska. Pierwsze ogniwa na bazie perowskitów powstały już w 2006 roku, jednak ze względu na swoje właściwości wczesne wersje okazywały się mało trwałe. W odróżnieniu od krzemu ogniwa słoneczne na bazie perowskitów mogą być elastyczne, a nawet przezroczyste.