Zadziwiają nieprawdopodobnie szybkim wzrostem produktywności (od zaledwie 2% w 2006 r. do 20,1% w 2015 r.).

Ogniwa słoneczne wykonane z perowskitu wykazały duży potencjał, zarówno pod względem szybkiej poprawy wydajności, jak i spadku ceny materiału oraz zmniejszenia kosztów produkcji. Perowskitowe moduły przykuły uwagę wielu firm oraz instytutów badawczych związanych z fotowoltaiką. Wiele z tych instytucji dostrzegło większy potencjał takich ogniw niż fotoogniw typu DSSC czy OPVs.

Jednym z pionierów badań stała się młoda polska fizyk – Olga Malinkiewicz. Ta utalentowana absolwentka Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego oraz Politechniki Katalońskiej w Barcelonie opracowała prostą i efektywną metodę nanoszenia materiału perowskitowego na cienkie folie PET.
Nowo powstające cienkofilmowe ogniwa są nazywane ogniwami trzeciej generacji, co odnosi się do obszaru PV używającego technologii mającej potencjał do pokonania limitu Shockley’a- -Queissera lub opartej na nowatorskich półprzewodnikach. Trzecia generacja ogniw PV obejmuje: DSSC, ogniwa organiczne (OPV), ogniwa QD i ogniwa perowskitowe.

Wydajności ogniw perowskitowych są porównywalne do takich technologii drugiej generacji, jak: CdTe i CIGS. Inne wchodzące na rynek technologie wciąż wykazują efektywność niższą niż 15%. Wysoki i szybki wzrost efektywności, jak również niskie koszty materiałowe i produkcyjne, to nie jedyne zalety perowskitowych ogniw.

Inne walory stanowią: elastyczność, półprzezroczystość, dopasowana obudowa, cienki film, lekkość. Ponadto istnieje pewna grupa syntetycznych materiałów, znana jako hybrydowe perowskity halogenków ołowiu, które są w stanie odzyskiwać światło. Ogniwa słoneczne absorbują fotony promieniowania słonecznego, by wytworzyć ładunki elektryczne, ale proces zachodzi również w drugą stronę, ponieważ – gdy ładunki elektryczne łączą się ponownie – tworzą foton. Badania pokazały, że ogniwa perowskitowe posiadają dodatkową zdolność do reabsorbcji tych wygenerowanych fotonów – proces znany jako „recykling fotonów”.
Według naukowców właściwość ta, polegająca na recyklingu fotonów, może być wykorzystana z relatywną łatwością do stworzenia ogniw zdolnych do przekroczenia granic wydajności energetycznej paneli słonecznych.

Pomimo tak wielu plusów, technologia ogniw perowskitowych jest wciąż na początkowym etapie komercjalizacji ze względu na takie przeszkody, jak: brak stabilności, toksyczność ołowiu w najbardziej popularnych materiałach perowskitowych, kwestia skalowalności etc. Faktem jest też, iż cena modułów z krystalicznego krzemu spadła z 76,67 USD/W w 1977 r. do 0,4–0,5 USD/W dzisiaj.

Naukowcy sądzą, że perowskitowe ogniwa mogą osiągnąć znacznie wyższą efektywność, niż mają obecnie. „Fakt, iż jesteśmy w stanie przeprowadzić recykling fotonów w ogniwie, który nie podległ optymalizacji w celu produkcji energii, jest nadzwyczaj obiecujący” – twierdzi Richard Friend, jeden z autorów badań. „Jeśli zdołamy okiełznać ten proces, doprowadzi nas to do ogromnego zysku pod względem wydajności energetycznej”.  

Julita Zapilaj KN OZE „Grzała”


Cały artykuł w GLOBEnergia 2/2016 

Redakcja GLOBEnergia

Anna Będkowska

Redaktor prowadzący GLOBEnergia