...

Pasywowane ogniwa perowskitowe o wydajności 23,9% z Litwy

20 stycznia 2022
Pasywowane ogniwa perowskitowe o wydajności 23,9% z Litwy

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