Perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne coraz bardziej odporne na degradację

Uważamy, że w naszym zasięgu są wysokowydajne wytrzymałe ogniwa fotowoltaiczne z perowskitu i krzemu, stwierdzili badacze z saudyjskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii Króla Abdullaha, którzy poddali takie ogniwa najtrudniejszym z dotychczasowych testów wytrzymałościowych. Ogniwa, pracujące przez rok w najbardziej wymagających warunkach, zachowały 80% ze swojej pierwotnej wydajności.

Perowskity mogą być przyszłością energetyki opartej świetle słonecznym. Są tańsze niż krzem, a niedawno stworzono perowskitowe ogniwa słoneczne o wydajności 31%. Teoretyczna maksymalna wydajność ogniw perowskitowych to 40%, podczas gdy ogniw krzemowych to około 29% i jesteśmy już bardzo blisko tej granicy. Jakby tego było mało, niedawno zaprezentowano metodę znacznego zwiększenia wydajności ogniw perowskitowych. Jednak ogniwa takie mają bardzo poważną wadę, ich wydajność znacznie spada pod wpływem temperatury, światła i wilgotności.

Profesorowie Stefaan De Wolf z KAUST i Michele De Bastiani z Università di Pavia zbudowali ogniwa z perowskitów i krzemu, które zostały zamknięte w dwóch warstwach poliuretanu i dwóch warstwach szkła. Ogniwa takie zostały umieszczone na wybrzeżu Morza Czerwonego, gdzie mamy do czynienia z gorącym, wilgotnym klimatem i bardzo silnie operującym słońcem. To jedne z najtrudniejszych warunków dla fotowoltaiki. Ogniwa pracowały tam przez ponad rok, a co 10 minut, pomiędzy godziną 6 a 18 prowadzono testy przepływu prądu i napięcia.

Naukowcy stwierdzili, że największy wpływ na wydajność ogniw miała ich degradacja perowskitu pod wpływem światła i temperatury. Również wpływ pustynnego pyłu był zaskakująco duży. To znany problem dla instalacji fotowoltaicznych, szczególnie w warunkach pustynnych. Nie spodziewaliśmy się jednak, że wpływ pyłu nie był taki sam dla wszystkich długości fali, mówi De Bastiani. To zaś powodowało różną pracę poszczególnych ogniw, co obniżało sprawność całej instalacji.

Bardzo dobrą wiadomością był zaś fakt, że po testach w tak ciężkich panele zachowały ponad 80% ze swojej początkowej sprawności wynoszącej 21,6%. Dlatego też autorzy badań są pełni optymizmu i uważają, że niedługo uda się stworzyć jeszcze bardziej wytrzymałe wysokowydajne ogniwa z perowskitów i krzemu.

ogniwo fotowoltaiczne perowskit degradacja