Technologia, która może dziesięciokrotnie zwiększyć trwałość ogniw PV

Armi Tiihonen obroniła swój doktorat na Uniwersytecie w Aalto w Finlandii w kwietniu tego roku. Jej praca doktorska poświęcona była starzeniu się ogniw barwnikowo-perowskitowych. Udało jej się opracować rewolucyjny sposób na zwiększenie żywotności tych ogniw, a także skonstruować nowatorskie testy tego parametru.

Perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne nie były dotychczas badane tego rodzaju prostymi, fotograficznymi metodami. Dzięki nim możliwe jest obecnie wykrywanie nawet najlżejszych śladów rozkładu perowskitów. Może to oznaczać, że w niektórych przypadkach nasza metoda zastąpi te droższe i trudniejsze, jak na przykład krystalografię rentgenowską” – powiedziała Tiihonen.

Dzięki prostemu zdjęciu możliwa jest ocena, czy trzeba korzystać z metod krystalograficznych czy nie. Jeśli na zdjęciu nie widać zmian, nie ma konieczności wykonywania tego bardzo zaawansowanego pomiaru. Techniki fotograficzne, jak wykazali fińscy badacze, dają dużo lepsze rezultaty niż inne techniki optyczne.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Opisywana metoda polega na wykrywaniu zmian koloru ogniwa. Rozkładając się, perowskity zmieniają kolor z ciemnego na słomkowy, a elektrolit wykorzystywany w systemach barwnikowych zawiera jodynę, której kolor, wraz z rozkładem, przechodzi z wyraźnej żółci do przezroczystego. Analizując kolor ogniwa, można ocenić poziom rozkładu materiałów składowych systemu. Tego rodzaju metody mogą się sprawdzić w przemyśle przy produkcji ogniw.

Badania Tiihonen dotyczyły także metod spowalniania starzenia się ogniwa, głównie poprzez zahamowanie blaknięcia elektrolitu. „Zrozumienie mechanizmów starzenia się ogniwa jest bardzo ważne. Zmieniając strukturę ogniwa i skład elektrolitu, udało nam się dziesięciokrotnie wydłużyć czas pracy elementów PV” – podkreśla Kati Miettunen, współpracująca z Tiihonen nad tym tematem.

Badacze porównali elektrolity wykorzystujące jod i kobalt. Okazało się, że ten drugi metal spowalnia starzenie się ogniwa.