Naukowcy połączyli tradycyjne baterie słoneczne z perowskitami. Uzyskali w ten sposób ogniwa o znacznie lepszych parametrach.

Choć ogniwa słoneczne to już od długiego czasu jedno z ważniejszych źródeł energii, ich ulepszanie staje się coraz trudniejsze – zwracają uwagę specjaliści z Uniwersytetu Princeton (USA).

Relatywnie od niedawna coraz popularniejsze stają się nowego typu ogniwa - oparte na kryształach zwanych perowskitami. Są one jednak wyjątkowo wrażliwe na wahania napięcia. Jak wyjaśniają badacze z Princeton, wystarczy cień rzucony przez drzewo, aby ogniwo praktycznie stało się nieaktywne.

Teraz, razem z ekspertami z saudyjskiej uczelni King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), badacze połączyli tradycyjne ogniwa słoneczne z perowskitowymi.

Wyniki, opublikowane w czasopiśmie „Joule”, pokazują, że takie połączenie chroni delikatną komórkę perowskitową przed uszkodzeniem spowodowanym wahaniami napięcia, jednocześnie zapewniając większą wydajność w porównaniu do tej, którą każde z tych ogniw mogłoby osiągnąć samodzielnie.

„Łączone ogniwa wykazały wyższą wydajność przekształcania energii, niż pojedyncze ogniwa krzemowe lub perowskitowe” – poinfomorwał kierujący badaniem prof. Barry Rand.

„Myśleliśmy, że oprócz wyższej wydajności, łączone ogniwa słoneczne mogą także rozwiązać część wyzwań związanych ze stabilnością, które stoją przed perowskitami. Ogniwa krzemowe są bowiem znacznie bardziej stabilne” – dodał.

Połączone ogniwa okazały się równie odporne na zakłócenia, jak zwykłe ogniwo krzemowe. Trochę to badaczy zaskoczyło. „Kiedy łączy się z sobą dwa różne materiały, to zazwyczaj najsłabsze ogniwo decyduje o ogólnej wytrzymałości łańcucha – zwrócił uwagę współautor badania, prof. Stefaan De Wolf z KAUST. - Ale w tym przypadku to właśnie silniejszy komponent chronił słabszy".

Naukowcy twierdzą przy tym, że ich wynalazek powinien być relatywnie łatwy w komercjalizacji. Zamiast budowy nowych linii produkcyjnych zaprojektowanych pod kątem perowskitów, można będzie wykorzystać standardowe technologie.

Do pokonania pozostało jednak jeszcze kilka wyzwań. Wśród nich można np. wymienić mniejszą odporność na ciepło. „Jeśli uda się rozwiązać inne wyzwania związane ze stabilnością, łączone ogniwa słoneczne mogą zająć miejsce działającej już komercyjnie technologii i zaoferować lepsze wyniki – podkreślił prof. Rand. - Nasze rezultaty przekonująco dowodzą, że urządzenia tandemowe powinny stanowić kluczowy obszar badań nad energią słoneczną w przyszłości”.

Więcej informacji w artykule źródłowym (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S254243512300315X).

Marek Matacz
mat/ bar/