Kvantové bodky vytvoria stabilnejšie a efektívnejšie solárne články
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 25. 1. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Perovskitové solárne články si prešli v krátkom čase dlhú cestu, no stále existuje priestor na zlepšenie tejto technológie. Výskumníci teraz do receptu pridali vrstvu kvantových bodiek, výsledkom čoho je stabilnejší fotovoltaický článok s takmer rekordnou účinnosťou.
Perovskitové materiály vytvárajú efektívne fotovoltaické články z niekoľkých dôvodov. Ich tenké vrstvy sú schopné efektívne absorbovať celé spektrum viditeľného svetla, zatiaľ čo ich výroba je lacná, ľahká a flexibilná. Samozrejme to má háčik. Perovskitové solárne články majú problémy so stabilitou a môžu sa degradovať v reálnych podmienkach a ich účinnosť má tendenciu klesať vo väčšom meradle. V minulých štúdiách sa vedci pokúšali zlepšiť stabilitu napríklad pridaním objemných molekúl, starých pigmentov či 2D aditív.
V novej štúdii výskumníci z EPFL a Kórejského inštitútu pre energetický výskum otestovali novú zložku, ktorou boli kvantové bodky. Tieto drobné častice pri osvetlení vyžarujú špecifické farby svetla a začínajú sa používať vo veciach, ako sú televízory a solárne články.
V tomto prípade tím použil kvantové bodky vyrobené z určitého typu oxidu cínu, ktoré slúžili ako vrstva na prenos elektrónov v zariadení. Táto vrstva prenáša elektróny produkované perovskitom do elektródy, takže energia môže byť využitá. V porovnaní s bežným materiálom oxidu titaničitého, z ktorého je táto vrstva vyrobená, kvantové bodky zlepšili kapacitu zariadenia na zachytávanie svetla a zároveň znížili efekt, ktorý sa niekedy vyskytuje medzi týmito dvoma vrstvami, čo zvyčajne znižuje účinnosť solárnych článkov.
Celkovo tím zistil, že perovskitové fotovoltaické články s vrstvou kvantových bodiek dosiahli účinnosť až 25,7 percenta. To je len 0,1 percenta za súčasným rekordom perovskitu, ktorý stanovilo zariadenie s rozmermi 0,08 cm2. Účinnosť väčších solárnych článkov bola tiež slušná. Tím zaznamenal 23,3 percentnú účinnosť pre 1 cm2 článok, 21,7 percent pre 20 cm2 a 20,6 percent pre 64 cm2.
Výskum bol publikovaný v magazíne Science.
