“Chemiczny przełącznik” perowskitów

Międzynarodowy zespół specjalistów zaprezentował sposób uruchomienia "chemicznego przełącznika", który zamienia jeden rodzaj perowskitu w drugi - bardziej stabilny termicznie i lepiej absorbujący światło.

Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Browna, Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) oraz Instytutu Bioenergii i Technologii Bioprocesowych Chińskiej Akademii Nauk w Qingdao i opublikowane w Journal of the American Chemical Society mogą się okazać kolejnym krokiem ku wprowadzeniu ogniw perowskitowych do powszechnego użytku.

"Zademonstrowaliśmy nową procedurę wytwarzania ogniw słonecznych, które wykazują większą stabilność w umiarkowanych temperaturach aniżeli najbardziej rozpowszechniony obecnie rodzaj ogniw perowskitowych", mówi Nitin Padture, profesor Wydziału Inżynierii na Uniwersytecie Browna oraz Dyrektor Instytutu Innowacji Molekularnych i Nanoinnowacji. "Metoda jest prosta i posiada potencjał zastosowania na większą skalę".

Perowskity pojawiły się w ostatnim czasie jako gorący temat w obszarze światowej energetyki solarnej. Efektywność, z jaką zamieniają promieniowanie słoneczne w elektryczność, konkuruje z tą z tradycyjnych krzemowych ogniw słonecznych, niemniej perowskity są potencjalnie znacznie tańsze w produkcji. Te nowatorskie ogniwa solarne wykazują również częściową przezroczystość, dzięki czemu nadają się do wykorzystania w zwykłych oknach czy świetlikach dachowych w celu produkcji elektryczności. Możliwym jest też zastosowanie perowskitów do zwiększenia wydajności krzemowych ogniw słonecznych poprzez połączenie ich ze sobą.

Wygląda to bardzo obiecująco, jednak technologia perowskitowa posiada kilka istotnych wad - jedna z nich dotyczy stabilności termicznej. Większość ogniw perowskitowych produkowanych obecnie jest wykonywana z rodzaju perowskitu znanego jako MAPbI3. Problem w tym, że MAPbI3 ma tendencję do degradacji w umiarkowanych temperaturach.

"Ogniwa słoneczne muszą działać w temperaturach sięgających 85^oC", mówi Yuanyuan Zhou, absolwent Uniwersytetu Browna i jeden z autorów badań. "MAPbI3 ulega zniszczeniu stosunkowo łatwo w tych temperaturach".

Nie jest to korzystne dla paneli słonecznych, które powinny funkcjonować przez wiele lat. Dlatego też wzrasta zainteresowanie ogniwami solarnymi, które wykorzystują rodzaj perowskitu znany z kolei jako FAPbI3. Badania pokazują, iż ogniwa oparte na FAPbI3 wykazują większą efektywność oraz stabilność termiczną niż te oparte na MAPbI3. Jednakże cienkie filmy perowskitów FAPbI3 są trudniejsze w wykonaniu niźli MAPbI3, jak twierdzi Padture.

Jednym z problemów jest odmienny kształt molekularny formamidyny oraz związku metylu i amonu, będących składnikami odpowiednio FAPbI3 i MAPbI3. Gdy kryształy FAPbI3 rosną, na ogół tracą określoną strukturę, która jest kluczowa dla efektywnego procesu absorpcji światła.

Źródło: Solar Daily

Opracowanie: Julita Zapilaj

Cały artykuł dostępny w aplikacji mobilnej GLOBEnergia Plus!

POBIERZ DARMOWĄ APLIKACJĘ MOBILNĄ GLOBEnergia Plus i czytaj cały artykuł!