Nieorganiczne perowskity – odkrycie kalifornijskich naukowców

Nieorganiczne perowskity – odkrycie kalifornijskich naukowców

Amerykańscy naukowcy odkryli nowe oblicze perowskitów. Dzięki opracowanej przez nich metodzie porównywania wydajności w ogniwach perwoskitowych, udowodnili, że ​​materiały całkowicie nieorganiczne mają dużo wyższą wydajność niż dotychczas tradycyjnie stosowane w perowskitach materiały organiczno-nieorganiczne.

Rola nieorganicznych materiałów w perowskicie

Obecnie, tradycyjnie produkowane perowskity wytwarzane są z organiczno-nieorganicznych materiałów, która najczęściej zawierają jod i ołów połączony cząsteczkowo z wodorem i węglem. Trwają już prace naukowe mające na celu eliminację ołowiu, więcej na ten temat można przeczytać w artykule na naszym portalu:

Według kalifornijskiej grupy badawczej perowskity wytworzone wyłącznie z materiałów organicznych są dużo atrakcyjniejsze dla branży fotowoltaicznej. Jednak przed wprowadzeniem takiego rozwiązania do komercjalizacji stoi niestety jeszcze wiele wyzwań i przeszkód.

Metoda porównywania wydajności w ogniwach perowskitowych

Naukowcy pod kierunkiem Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara opracowali metodę porównywania potencjału różnych składów perowskitu i odkryli, że całkowicie nieorganiczne materiały mają potencjał lepszej wydajności ogniw słonecznych niż materiały wykorzystujące materiał organiczny.

Porównali perowskit na bazie cezu z perowskitem zawierającym metyloamon i doszli do wniosku, że obecność materiałów organicznych faktycznie zwiększa prawdopodobieństwo pojawienia się defektów w materiale i wprowadza wyzwania, które znikają po zastąpieniu go cezem

– Aby porównać materiały, przeprowadziliśmy kompleksowe symulacje mechanizmów rekombinacjiwyjaśnił naukowiec z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, Xie ZhangKiedy światło pada na materiał ogniwa słonecznego, nośniki fotogenerowane generują prąd; rekombinacja przy defektach niszczy niektóre z tych nośników, a tym samym obniża wydajność. Defekty działają zatem jak zabójcy wydajności.

Artykuł z badaniami naukowców został w całości opublikowany w  Cell Reports Physical Science.

Uważamy, że perspektywy wykorzystania CsPbI3 do wydajnych ogniw słonecznych mogły być znacznie niedocenione; jego wydajność optoelektroniczna faktycznie przewyższa wydajność hybrydowych perowskitów z punktu widzenia niepromienistej rekombinacjipodaje grupa badawcza w opublikowanym materiale.

Dlaczego nieorganiczne perowskity nie są tradycyjnie stosowane?

Niestety, pomimo dużo większej wydajności jaką oferują nieorganiczne perowskity, ich wytwarzanie jest trudniejsze i bardziej kosztowne.

Amerykańska grupa badawcza podkreśla jednak, że środowiska naukowe powinny zgłębiać ten temat. Zwracają uwagę, że osiągnięcie dużo większej wydajności perowskitowej jest warte czasu i kosztów prac nad udoskonalaniem produkcji nieorganicznych zamienników.

– Mamy nadzieję, że nasze wyniki zainspirują dalsze prace eksperymentalne nad opracowaniem skutecznych strategii stabilizacji CsPbI3 w strukturze perowskitu, umożliwiając w ten sposób nową ścieżkę do wytwarzania wysoce wydajnych perowskitowych ogniw słonecznych – podsumowują naukowcy.

źródło: PV magazine