Perowskitowe, hybrydowe panele solarne są już wydajniejsze od krzemowych

Szwajcarom udało się zbudować perowskitowe, hybrydowe panele solarne, które cechują się większą wydajnością od standardowych paneli solarnych opartych na krzemie.

Naukowcy z Politechniki Federalnej w Lozannie ogłosili przełom w wydajności ogniw solarnych na bazie perowskitów. Pierwszy raz w historii udało się uzyskać wydajność wyższą od standardowego panelu fotowoltaicznego bazującego na krzemie.

Opracowane przez inżynierów ze Szwajcarii hybrydowe ogniwa solarne łączą w sobie krzem i perowskity. Takie połączenie sprawia, że ogniwa cechują się konwersją promieni świetlnych na energię elektryczną na poziomie aż 25,2%.

Naukowcy są zdania, że wersje produkcyjne będą dysponowały wydajnością na poziomie nawet powyżej 30%. Standardowe ogniwa szeroko rozpowszechnione na rynku oferują 20-22%.

Efekty eksperymentów zostały opublikowane w najnowszym wydaniu magazynu Nature Materials. Okazuje się, że proces produkcji takiego hybrydowego zestawu nieco różni się od standardowego, ale naukowcy już poradzili sobie z problemami, przy minimalnym wzroście kosztów.

Na potrzeby tej technologii opracowano specjalne metody parowania w celu utworzenia nieorganicznej warstwy bazowej, która całkowicie pokrywa piramidy krzemowe. Ta warstwa jest porowata, dzięki czemu zachowuje ciekły roztwór organiczny. Jest on dodawany za pomocą techniki nakładania cienkiej warstwy zwanej spin-coating.

Perowskitowe, hybrydowe panele solarne są już wydajniejsze od krzemowych. Fot. Pexels.

Badacze następnie ogrzewają podłoże w stosunkowo niskiej temperaturze ok. 150 stopni Celsjusza w celu wykrystalizowania jednorodnej warstewki perowskitu na wierzchu piramidy krzemu. W ten sposób powstaje hybrydowy panel łączący możliwości perowskitu i krzemu.

Łącząc te dwa materiały, możemy zmaksymalizować wykorzystanie widma słonecznego i zwiększyć ilość generowanej mocy. Obliczenia i praca, którą wykonaliśmy, pokazują, że efektywność na poziomie 30% powinna wkrótce być osiągalna” - powiedzieli Florent Sahli i Jérémie Werner, główni autorzy badań.

Wszystkie znaki na niebie i ziemi wskazują, że szykuje się nam spora rewolucja w świecie fotowoltaiki, którą zapewnią ogniwa przyszłości oparte na perowskitach.

Co ciekawe, pionierami rozwoju tej technologii na świecie są również Polacy z firmy Saule Technologies i Instytutu Chemii Fizycznej PAN i Politechniki Warszawskiej. Najnowsza wersja paneli solarnych, powstałych na bazie perowskitów, pozwala na konwersję energii słonecznej na elektryczną na poziomie ponad 19%. Gdyby Polacy i Szwajcarzy połączyli swoje technologie, to wydajność hybrydowych ogniw dochodziłaby do 40%.

Źródło: GeekWeek.pl/Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne / Fot. Pexels