Zespół specjalistów z Narodowego Laboratorium im Lawrence’a, znajdującego się na terenie Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley poczynił wielki krok w kierunku zwiększenia potencjału materiałów perowskitowych, stanowiących podstawę dla tańszych i znacznie wydajniejszych ogniw solarnych.

Naukowcy odkryli, że poszczególne powierzchnie materiałów, zawierających te specyficzne struktury krystaliczne, różnią się znacząco pod względem wydajności. Perowskity składają się z niewielkich kryształów, które są wielościenne podobnie jak diamenty – jak twierdzi Alexander Weber-Bargioni, jeden z głównych badaczy – i niektóre ścianki wykazują znacznie większą sprawność pod względem produkcji prądu elektrycznego aniżeli ścianki przyległe.

Rezultaty badań pokazują, iż poddanie optymalizacji korzystnych ścianek pozwoli zwiększyć wydajność ogniw słonecznych. Niektóre ze ścianek są w stanie zamienić energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną z wydajnością bliską 31%, co jest teoretyczną granicą wydajności dla ogniw perowskitowych. Ogniwa z perowskitu wytwarzane obecnie wykazują sprawność ok. 20%, podczas gdy produkowane na skalę masową ogniwa krzemowe charakteryzują się sprawnością od 17 do 20%.

Badania zostały opisane w artykule opublikowanym w magazynie Nature Energy. David Ginger, profesor z Uniwersytetu w Waszyngtonie, pisze, że „możliwym jest, by pomóc perowskitom osiągnąć ich ostateczną teoretyczną granicę wydajności”.

Teraz wyzwanie stanowi ułożenie ogniw perowskitowych z korzystnymi ściankami równolegle do siebie, by zwiększyć całkowitą sprawność urządzenia. „Sądzę, iż finalne pytanie będzie brzmiało: jak kontrolować wzrost kryształów perowskitowych?”, mówi Yang Yang – profesor nauk o materiałach i inżynierii z UCLA. „Nie jest to łatwe zadanie”.

Badania nad technikami produkcji są przeprowadzane przez kilka instytutów badawczych, wliczając w to Laboratorium Henry’ego Snaitha’a na Uniwersytecie w Oxfordzie, jak również Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej w Golden, Colorado. Obecnie naukowcy nie przeprowadzają już badań „w ciemno”.

„Do tej pory polegaliśmy na metodzie prób i błędów” – mówi Weber-Bargioni – „Teraz już wiemy, co należy poddać optymalizacji”.

Źródło: technologyreview.com

 

Redakcja GLOBEnergia

Anna Będkowska

Redaktor prowadzący GLOBEnergia