Prvý perovskitový solárny článok s očakávanou životnosťou 30 rokov
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 14. 7. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Perovskit je pripravený stať sa hlavným materiálom pre solárne články, ale predtým musí prekonať hlavný problém so životnosťou. Inžinieri z Princetonu pritom predstavili nový dizajn perovskitového solárneho článku, ktorý by podľa testov mohol vydržať až 30 rokov reálneho používania.
Kremík je už desaťročia základným materiálom pre solárne články, ale v posledných približne 15 rokoch ho perovskity rýchlo dobiehajú. Ich účinnosť sa približuje účinnosti kremíka, ale ich výroba je lacnejšia, ľahšia a flexibilnejšia. Problémom však je, že perovskity nie sú veľmi stabilné a majú tendenciu sa rozkladať, keď sú vystavené vplyvom počasia. Na odstránenie tohto problému sa v minulosti zameralo množstvo prác, pričom vedci experimentovali s pridávaním objemných molekúl, starých pigmentov alebo kvantových bodiek.
V novej štúdii tím z Princetonskej univerzity vyriešil problém so stabilitou pridaním ultratenkej krycej vrstvy medzi perovskitovú vrstvu absorbujúcu svetlo a vrstvu prenášajúcu náboj. Táto krycia vrstva s hrúbkou len niekoľkých atómov bola vyrobená z disulfidu uhlíka, olova, jódu a chlóru a slúžila na ochranu zariadenia pred vyhorením v priebehu niekoľkých týždňov.
Iné tímy pridávali 2D vrstvy, aby predĺžili životnosť perovskitových solárnych článkov, ale nie v takej miere ako v novej štúdii. Podľa odhadu tímu z Pricetonskej univerzity by perovskitové solárne články vyrobené s touto krycou vrstvou mohli vydržať až 30 rokov vonkajšej prevádzky, čím by ako prvé svojho druhu prekročili komerčnú hranicu 20 rokov životnosti.
Výskumníci vypočítali túto životnosť pomocou novej techniky zrýchleného starnutia, ktorú vyvinuli na testovanie životnosti solárnych článkov. Vzorky perovskitových solárnych článkov boli umiestnené do experimentálnych komôr, kde boli vystavené jasnému svetlu a rôznym teplotám, od horúceho letného dňa s teplotou 35 stupňov Celzia až po extrémnu teplotu 110 stupňov Celzia. Na základe týchto údajov mohol tím extrapolovať životnosť na tri desaťročia v štandardných podmienkach prostredia.
Tím tvrdí, že táto štúdia nielenže poskytuje nový spôsob výroby odolnejších perovskitových solárnych článkov, ale technika zrýchleného starnutia pomôže vedcom testovať odolnosť všetkých druhov solárnych článkov.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Science.
