Grupa chemików z Uniwersytetu Technologicznego w Kownie (KTU) na Litwie zsyntetyzowała materiały, z których zbudowano rekordowy perowskitowy moduł słoneczny o sprawności 21,4%. Udało się to osiągnąć poprzez pasywację warstwy aktywnej ogniwa słonecznego, co zwiększyło wydajność i znacznie poprawiło jego stabilność.
Ogniwa słoneczne z perowskitu (PSC) to jedna z najszybciej rozwijających się technologii ogniw słonecznych na świecie. Elementy te są cienkowarstwowe, lekkie, elastyczne i wykonane z tanich materiałów. Ten typ ogniwa słonecznego nadal jednak stoi przed poważnym problemem: szybkiej degradacji materiału perowskitowego w warunkach środowiskowych.
Pasywacja jest prostym, ale skutecznym sposobem na poprawę stabilności perowskitowych ogniw słonecznych. Została uznana za jedną z najskuteczniejszych strategii eliminowania wad materiałów perowskitowych i ich negatywnych skutków. Pasywowana powierzchnia perowskitu staje się stabilniejsza oraz odporniejsza na warunki otoczenia, takie jak temperatura i wilgotność, przedłużając żywotność urządzenia. Materiały zsyntetyzowane przez KTU zostały użyte w minimodułach solarnych.
Chemicy z KTU wraz z naukowcami z ośrodków naukowych w Chinach, we Włoszech, na Litwie, w Szwajcarii i Luksemburgu znacznie poprawili stabilność perowskitowych ogniw słonecznych metodą pasywacji. Powierzchnia perowskitu staje się chemicznie nieaktywna podczas pasywacji, eliminując w ten sposób defekty perowskitu, które występują podczas produkcji. Powstałe ogniwa słoneczne perowskitowe osiągają wydajność 23,9% przy długoterminowej stabilności operacyjnej (ponad 1000 godz.).
– Pasywacja była stosowana wcześniej, ale jak dotąd dwuwymiarowa (2D) warstwa perowskitu jest tworzona na tradycyjnym trójwymiarowym (3D) pochłaniaczu światła perowskitu, co utrudnia przemieszczanie się nośników, zwłaszcza w wyższych temperaturach. Unikanie tego ma kluczowe znaczenie, ponieważ ogniwa słoneczne stają się gorące – mówi współautor wynalazku, główny badacz KTU dr Kasparas Rakštys.
Naukowcy z Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie (EPFL) w Szwajcarii przetestowali materiały w perowskitowych minimodułach słonecznych o powierzchni aktywnej ponad 300 razy większej niż typowe ogniwa słoneczne perowskitowe w skali laboratoryjnej. Te minimoduły osiągnęły rekordową wydajność konwersji energii słonecznej na poziomie 21,4%. Powierzchnię warstwy perowskitu rekordowych minimodułów słonecznych pokryto materiałami opracowanymi przez chemików z KTU.
To nie pierwszy raz, kiedy naukowcy z KTU ustanowili światowy rekord w technologii słonecznej. Chemicy z KTU wraz z fizykami z berlińskiego Instytutu Badawczego Helmholtz-Zentrum (HZB) w Berlinie poprawili wydajność tandemowych ogniw słonecznych krzemowo-perowskitowych, która obecnie wynosi 29,8%. To światowy rekord dla tego typu elementu słonecznego.
Źródło: Kaunas University of Technology
Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
