Průlom ve fotovoltaice. Vědec zdokonalil perovskitové články
Perovskitové fotovoltaické články by mohly hodně změnit přístup k získávání elektřiny ze slunce. Velké naděje v souvislosti s rozvojem této technologie skýtá nejnovější vývoj vědců, který odstraňuje jednu z hlavních nevýhod perovskitů, jak píše server Science Daily.
Perovskitové fotovoltaické články lze namontovat na mnoho různých povrchů, což z nich činí mnohem flexibilnější technologii než klasické články používané v typických fotovoltaických modulech. Perovskity lze proto použít všude tam, kde není dostatek místa pro klasické moduly a kde je potřeba vyrábět energii.
Tato technologie není bez nevýhod
Největší problémy perovskitů se týkají životnosti článků, která je výrazně kratší než u běžně používaných křemíkových článků. Na perovskitové články mají také nepříznivý vliv měnící se teploty a výroba elektřiny ze slunečního světla vyžaduje vysoké teploty.
Jak se dočteme na stránkách sciencedaily.com, teploty působící na solární články mohou dosahovat velmi vysokých hodnot, což přímo ovlivňuje životnost a účinnost perovskitových článků.
„Sluneční světlo může fotovoltaický článek zahřát až na 80 stupňů Celsia. Ve tmě se článek okamžitě ochladí na teplotu okolí. To způsobuje vysoké mechanické napětí v tenké vrstvě perovskitových mikrokrystalů, které způsobuje defekty a dokonce lokální fázové přechody, takže tenká vrstva ztrácí svou kvalitu,“ vysvětluje profesor Antonio Abate.
Tým pod vedením profesora Abateho se zaměřil na odstranění této slabiny perovskitů. Zaměřili se na chemickou modifikaci tenké vrstvy perovskitu. Výsledky jsou uspokojivé.
„Na základě předchozích výsledků jsme optimalizovali strukturu zařízení a parametry procesu a nakonec jsme dosáhli jednoznačného zlepšení pomocí b-poly (1,1-difluorethylenu) nebo zkráceně b-p-V2F,“ říká Guixiang Li.
Molekuly b-pV2F připomínají klikatý řetězec obsazený střídajícími se dipóly. Podle profesora Abateho se zdá, že tento polymer obaluje jednotlivé perovskitové mikrokrystaly tenkou vrstvou a zároveň vytváří jakýsi polštář, který chrání před termomechanickým namáháním.
Celá práce výzkumníků se promítla do výroby článků s účinností 24,6 %, což je rekord pro p-i-n architekturu. Nové perovskitové články byly testovány v extrémních podmínkách – byly vystaveny sto cyklům při teplotách mezi -60 a 80 stupni Celsia a 1000 hodin působení světla odpovídajícího slunečnímu záření. To se promítá do provozu, který by zažili po dobu jednoho roku venku.
Nová varianta perovskitového článku si v tomto náročném testu vedla dobře. Jejich účinnost v těchto náročných podmínkách byla 96 % původní. Přestože jsme ještě daleko od toho, abychom dohnali dlouhověkost klasických buněk, úspěchy, jakých dosáhli výzkumníci pod vedením profesora Abateho, dávají naději, že se v příštích letech podaří odstranit další nedostatky této technologie, aby se její využití mohlo mnohem více rozšířit.
Zdroj: redakce, sciencedaily.com