Nowe materiały dla perowskitowych ogniw słonecznych: odkrycie ograniczeń i obniżenie kosztów produkcji

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu w Tsukubie zbadali tanie materiały stosowane w perowskitowych ogniwach słonecznych za pomocą metody zwanej rezonans spinowy elektronów (ESR). Dzięki tej metodzie odkryli kluczowe przyczyny ograniczeń wydajności tych ogniw. Chociaż ogniwa te potrafią szybko przewodzić ładunki w określonych obszarach, ich efektywność jest obniżana przez pewne wewnętrzne procesy.

Baterie słoneczne na bazie perowskitów są uznawane za obiecującą technologię przyszłości, zdolną do efektywnej zamiany światła na energię elektryczną. Główne założenie tego badania to znalezienie tańszego i prostszego zamiennika dla spiro-OMeTAD, kosztownego i skomplikowanego w produkcji materiału transportującego dziury. Naukowcy opracowali nowy materiał o nazwie HND-2NOMe, mający płaską strukturę molekularną, co sprzyja efektywnemu przenoszeniu ładunków. Mimo to, ogniwa słoneczne wykorzystujące HND-2NOMe nadal mają pewne problemy z wydajnością, głównie z obniżoną wartością prądu wyjściowego.

Badanie przyniosło ciekawe wnioski:

• Na granicy między perowskitem a HND-2NOMe tworzy się bariera energetyczna w ciemności.
• Ta bariera utrudnia przepływ dziur, co prowadzi do spadku wydajności.
• Mimo to, komórki wykazują mniejsze gromadzenie się dziur pod wpływem światła, co zwiększa ich stabilność.

Zobacz również:

Dzisiaj · 03:00

Śniegi Patagonii: krucha osłona lodowcowa zagrożona bez ograniczenia emisji gazów cieplarnianych

Badanie wskazuje, że koszty materiałów i efektywność ogniw słonecznych są ze sobą powiązane. Bez obecności światła tworzy się bariera energetyczna, co sugeruje potrzebę poprawy połączeń tych materiałów, aby działały efektywniej. Co ciekawe, ekspozycja na światło zmniejsza gromadzenie się dziur, co może prowadzić do dłuższej żywotności ogniw słonecznych, co jest kluczowe dla ich komercyjnej sprzedaży.

Zrozumienie podstawowych ograniczeń materiałów stosowanych w ogniwach perowskitowych pozwala naukowcom na określenie, jakie modyfikacje są potrzebne do ich ulepszenia. Wykorzystanie tej wiedzy w procesie produkcji może pomóc utrzymać efektywność ogniw, jednocześnie obniżając koszty produkcji. W miarę postępów badań istotne jest identyfikowanie i rozwiązywanie problemów, które ograniczają skuteczność tych ogniw. Przyczyni się to do zwiększenia ich zrównoważoności jako źródła energii na całym świecie. Postęp w tej dziedzinie może obniżyć koszty energii odnawialnej, co zachęci więcej krajów do przyjęcia zrównoważonych praktyk.