Perowskity biją rekordy wydajności. Czy będą kolejne?

Czarno-szary minerał zwanym perowskitem zmienia ludzkie wyobrażenia o przyszłości energetyki, jakości obrazu czy komunikacji. Kryształ odkryto zaledwie w XIX wieku, a w 2013 roku ogłoszono go przełomowym m.in. w sektorze energetycznym. Przedstawiamy dotychczasowe, istotne osiągnięcia naukowe w projektach nad wydajnością perowskitów.

Obecnie perowskity są jednym z głównych budulców ogniw słonecznych, które są bardziej wydajne i niedrogie. W ciągu zaledwie 7 lat wskaźnik efektywności tych ogniw wzrósł z 4 do 22%. W kwietniu 2017 roku naukowcy z Australian National University poinformowali o zwiększeniu wydajności ogniwa do 26% na skutek połączenia mechanicznego perowskitu z krzemowymi elementami.

Zastosowanie nowego kryształu znacznie obniżyło ceny ogniw słonecznych. Wiadomo, że jest to jeden z kluczowych parametrów w planowaniu inwestycji elektrowni słonecznych. Istotna jest równie wydajność pod względem lokalizacji np. na dachach dużych budynków czy obszarach pustynnych.

Osiągnięcie Australijczyków nie przeszkodziło badaczom z Korei i Belgii w osiąganiu własnych rekordów. Naukowcy z Korean University of UNIST zwiększyli wydajność perowskitowych ogniw słonecznych do 22,1%. Możliwe to było dzięki monitorowaniu wzrostu warstw kryształów o 2%.

Z kolei badacze belgijskiego ośrodka badawczego IMEC byli w stanie zwiększyć produktywność perowskitowych ogniw słonecznych do 23,9%. Twórcy zmienili architekturę elementów – umieścili odblaskowy płyn między perowskitem i krzemem. W rezultacie rozpiętość rekordów waha się od 23,9 do 26%. Dla porównania najdroższy i najbardziej skomplikowany konwerter krzemu gwarantuje wydajność 31,3%.

Zatem wynalazek fizyków z Uniwersytetu Purdue może podwoić wydajność ogniw fotowoltaicznych z perowskitu. Naukowcy sugerują zwiększenie odległości, którą elektron pokonuje w stanie „gorącego nośnika” z dodatkową energią. Zastosowanie materiału hybrydowego umożliwi nośnikowi pokonanie odległości do 100 pikosekund. Te wielkości nanoskopowe zapewniają dwukrotny wzrost wyniku.

Źródło: Elektrovesti.net