Perowskity to zbiorcza nazwa materiałów wykazujących budowę podobną do występującego w przyrodzie minerału – perowskitu. W ostatnich latach jest o nich głośno w świecie nauki, ponieważ z ich użyciem planuje się stworzyć tanie i lekkie ogniwa fotowoltaiczne. Perowskity bowiem, w przeciwieństwie do krzemu, z którego obecnie buduje się najpopularniejsze „baterie słoneczne”, można wytwarzać tanio i w bardzo cienkich warstwach (na tyle cienkich, że można ich użyć do budowy dwuwarstwowych paneli).

O ile jednak wytwarzanie perowskitów jest tanie, to dotychczas napotykano problemy z wydajnością paneli oraz możliwymi do uzyskania rozmiarami ogniw (z których składa się każdy panel). W ciągu ostatniej dekady wydajność rozwiązań opartych na perowskitach udało się podnieść ponad pięciokrotnie, z 3,8% do 22,1%, czyli już do wartości charakteryzujących najwyższej klasy komercyjne rozwiązania oparte na krzemie. Problem rozmiaru ogniw – jak się wydaje ostatni stojący na przeszkodzie przed wprowadzeniem technologii na rynek – pozostawał nierozwiązany aż do teraz.

Przełomu dokonali naukowcy z Politechniki Federalnej w Lozannie. Dotychczasowe próby stworzenia dużych ogniw fotowoltaicznych z perowskitów kończyły się znacznym spadkiem wydajności konstrukcji. Dlatego większość prototypowych urządzeń korzystało z ogniw o wielkości od 0,04 do 0,2 cm2. Szwajcarom jako pierwszym udało się zbudować ogniwa o powierzchni przekraczającej 1 cm2 i wydajności oscylującej wokół 20% (średnia wydajność 19,6% i wydajność maksymalna 20,5%).

Zespół z Lozanny, aby tego dokonać, opracował całkowicie nową metodę wytwarzania perowskitów, nazwaną przez nich „vacuum-flash solution processing”. Polega ona na użyciu próżni do szybkiego odparowania rozpuszczalnika, dzięki czemu perowskity szybko precypitują tworząc na dużej powierzchni, cienką, wysokiej jakości powłokę. Obecnie Szwajcarzy pracują nad stworzeniem za pomocą swojej techniki jeszcze większych ogniw.

[źródło i grafika: spectrum.ieee.org]

Spodobał Ci się ten artykuł? Podaj dalej!