Ekotechnologia
Grafenowa zbroja ochroni perowskitowe ogniwa słoneczne przed uszkodzeniem

Wygląda na to, że energia słoneczna pozyskiwana za pomocą ogniw perowskitowych zyskała właśnie nowego sprzymierzeńca, a mowa o grafenie, który zadba o wytrzymałość komórek.

Tak jak pisaliśmy już wielokrotnie, panele słoneczne są coraz chętniej stosowane nie tylko w przemyśle, ale i naszych domach, ale te obecnie wykorzystywane polegają na krzemie, który osiągnął już praktycznie pełnię swoich możliwości w zakresie konwersji światła słonecznego w energię, dlatego też naukowcy szukają nowych materiałów. W ten oto sposób kilka lat temu usłyszeliśmy o ogniwach perowskitowych, które charakteryzują się wyjątkowymi właściwościami - są elastyczne, można je łatwo nanosić na przedmioty, są tanie w produkcji i nadają się do zastosowania na praktycznie wszystkich powierzchniach. 

Tyle że dotąd miały swoje problemy, m.in. z wydajnością i szybką degradacją. Nad pierwszą kwestią udało się niedawno popracować, bo jak poinformowali australijscy naukowcy: - Perowskit to bardzo obiecująca przyszłość solarnych systemów energii. Są bardzo tanie, 500 razy cieńsze niż krzem i do tego elastyczne oraz bardzo lekkie. Mają również ogromne możliwości energetyczne i bardzo wysoki współczynnik konwersji. Oczywiście nie od razu było tak wesoło, ale po 10 latach prac mamy już współczynnik na poziomie 25,2%, podczas gdy osiągnięcie takiej wydajności w przypadku krzemu zajęło 40 lat.

Dziś okazuje się zaś, że naukowcy południowokoreańskiego Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) znaleźli sposób i na drugi problem, a mianowicie opracowali nowe elektrody, które znacznie poprawiają stabilność ogniw perowskitowych, wykorzystując ochronną „grafenową zbroję”. Należy bowiem pamiętać, że perowskit jest bardzo podatny na degradację wywoływaną przez jony pochodzące z elektrod tlenkowych komórek słonecznych, a transparentny grafen, superwytrzymały i przewodzący, idealnie nadaje się do tego, by powstrzymać ten proces - umożliwia przepływ fotonów światła i elektronów, ale zatrzymuje jony metalu. 

W testach naukowców nowy projekt ogniw wykazał się niemal taką samą efektywnością jak klasyczny, osiągając wskaźnik konwersji na poziomie 16,4% w porównaniu do 17,5% tego drugiego. Co więcej, rezultat utrzymywał się przez długi okres czasu, po przepracowaniu 1000 godzin zachowując wydajność na poziomie 97,5%. Co więcej, inne zalety również są jasne - nowe komórki są bardziej stabilne, a warstwa grafenowa blokuje również promieniowanie UV, chroniąc ogniwa przed wywoływanymi przez nie szkodami. A jako kolejny bonus, nowe komórki są bardziej elastyczne i po teście polegającym na 5000 zgięć, wciąż mogły się pochwalić wydajnością na poziomie 94%, co otwiera drogę do zastosowań np. przy urządzeniach wearable.

Źródło: GeekWeek.pl/UNIST