Perowskitowe ogniwo słoneczne przechodzi test wytrzymałości - i jest wydajne

Kryształy perowskitu są atakowane zarówno chemicznie, jak i strukturalnie. Kryształy rozkładają się, jeśli nie są dobrze chronione, co znacznie pogarsza ich trwałość.

Gęste upakowanie materiału, który jest odpowiedzialny za przekształcanie fotonów w energię elektryczną, zmniejsza z kolei wydajność. Przykładowo, niedawno zaprezentowano niezwykle wytrzymałe perowskitowe ogniwo słoneczne. Może ono jednak zaoferować zaledwie połowę wydajności modułu słonecznego opartego na krzemie.

Zupełnie inaczej brzmi to w badaniu przeprowadzonym przez Rice University w Teksasie. Wydajność ich modułu słonecznego wynosi ponad 24 procent - więcej niż obecne komercyjne systemy solarne.

Jednocześnie, w teście obciążeniowym w temperaturze 85 °C (185 °F) i 1000 godzin pełnego wykorzystania, stracił on tylko 3 procent swojej mocy wyjściowej. W oparciu o 24 procent, 23,3 procent pozostało po próbie, która ma symulować kilka lat użytkowania.

Osiągnięto to poprzez połączenie kryształów perowskitu z innym kryształem składającym się z formamidyny, ołowiu i jodu. Dwuwymiarowa warstwa perowskitu posłużyła jako podstawa, na której mógł wyrosnąć drugi kryształ.

Oba składniki były w stanie uzyskać stabilność, której substancje nie mają osobno. Jednak ich struktury doskonale się uzupełniały podczas procesu. Normalnie dwa dni w świetle słonecznym powinny wystarczyć do wykrycia pierwszych uszkodzeń w sieci krystalicznej. Nowe ogniwo składające się z obu kryształów było nadal nieskazitelne po trzech tygodniach.

Zaprezentowana metoda produkcji trwałych ogniw perowskitowych ma jeszcze jedną zaletę: Wystarczające są temperatury rzędu 150 °C (300 °F), co nie tylko czyni produkcję bardziej opłacalną, ale także pozwala na przykład na wykorzystanie elastycznych materiałów jako podstawy ogniw słonecznych.

Zespół badawczy musi jednak jeszcze popracować nad rozmiarem swoich modułów słonecznych. Efektywna powierzchnia użytkowa ich wysoce stabilnego ogniwa wynosi zaledwie 0,5 centymetra kwadratowego (0,08 cala kwadratowego). Nawet najwyższa wydajność niewiele tu pomoże.