Przez dziesięciolecia około 90 proc. światowego rynku było zdominowane przez krzemowe ogniwa słoneczne. Mimo, że cena krzemowych paneli słonecznych spada z roku na rok, dużym wyzwaniem jest dalsze znaczące obniżenie kosztów ich produkcji. To staje się wyzwaniem w dobie zawirowań na rynku surowców, które pogłębiła pandemia COVID-19. Sama cena krzemu nie tanieje, na co ma wpływ ograniczona zdolność jego produkcji i przerobu, co jest wyzwaniem w dobie rosnącego popytu, o czym wielokrotnie informowaliśmy na łamach GLOBEnergia.pl.

Perowskity metalohalogenkowe

Technologie fotowoltaiczne nowej generacji pilnie potrzebują nowych materiałów i nowych technik ich produkcji. Ostatnio ogniwa fotowoltaiczne z perowskitami metalohalogenkowymi (PSC) przyciągnęły uwagę zarówno środowisk akademickich jak i przemysłu, ze względu na ich doskonałą wydajność konwersji fotoelektrycznej i duży potencjał komercyjny. W ostatnich latach wydajność konwersji energii w ogniwach perowskitowych silnie wzrosła, osiągając wartość 20,1 proc. Źródłem wielkości wydajności ogniw jest długość dyfuzji elektronów w organicznych metalohalogenkowych perowskitach. Mechanizm działania skrzyżowania tlenku metalu/perowskitu jest nadal poddawany dyskusjom.

Materiały perowskitowe bazujące na halogenkach metali mogą być łatwo syntetyzowane w roztworze w niskiej temperaturze i osadzane w cienkiej folii za pomocą różnych metod drukowania. Ostatnio opublikowano wiele przeglądów na temat technik i mechanizmów osadzania filmów perowskitowych, takich jak inżynieria rozpuszczalników, natomiast dyskusje na temat metody zastosowania farb drukarskich do drukowania wysokiej jakości filmów perowskitowych, jak również innych warstw funkcyjnych, są nieliczne.

Chińscy eksperci przekonują w niedawno opublikowanym artykule na łamach National Science Review, że inżynieria farb drukarskich jest kluczowym zagadnieniem dla osiągnięcia wysokiej jakości cienkich warstw dla wydajnych ogniw słonecznych. Dlatego też, skupiają się głównie na perspektywie formuły perowskitowego prekursora tuszu i dodatków na kontrolowanie procesu tworzenia warstwy. Analizują potencjalne fizyczne i chemiczne mechanizmy procesu nukleacji i krystalizacji podczas drukowania. W przypadku dodatków do drukowania PSCs, autorzy omawiają wpływ dodatków na proces tworzenia się filmu, mikrostrukturę i defektów.

Aby wprowadzić technologię PSC na rynek zdominowany przez krzemowe ogniwa fotowoltaiczne od dziesięcioleci, istnieje wiele wyzwań do pokonania, takich jak produkcja modułów o dużej powierzchni i stabilność operacyjna – dwa czynniki, które często wykazują odwrotną współzależność – czytamy w artykule.

Tu można wskazać także polski akcent w postaci pierwszej linii produkcyjnej ogniw perowskitowych Saule Technologies we Wrocławiu. W maju 2021 roku oficjalnie przecięto wstęgę symbolizującą otwarcie pierwszej linii przemysłowej. Perowskit jest surowcem naturalnym, ale w produkcji używany jest materiał syntetyczny. Główna technologia produkcji to druk atramentowy, dlatego technologia jest stosunkowo tania.

Źródło: SolarDaily/National Science Review

 

Redakcja GLOBEnergia