Dzisiaj jest: 20.1.2020, imieniny: Fabioli, Miły, Sebastiana

Fotowoltaika z perowskitów

Dodano: 7 miesięcy temu Czytane: 346 Autor:
Redakcja poleca!

Ogniwa fotowoltaiczne wykonane z perowskitów są ogromną nadzieją dla całej branży solarnej.

Fotowoltaika z perowskitów
Pozwalają one na pozyskiwanie energii ze słońca z wykorzystaniem tanich materiałów. Ich wdrożenie zapewniłoby znaczną rewolucję w fotowoltaice. Perowskity są minerałami naturalnie występującymi w przyrodzie. Zostały one odkryte w 1838 roku w górach uralskich przez znanego naukowca Gustawa Rose, który to nadał im taką nazwę, w celu uczczenia pamięci znanego, rosyjskiego mineraloga Lwa Perowskiego.

Badania naukowe nad perowskitami

Początkowe badania naukowe udowodniły, że te występujące w naturze minerały, można również wytworzyć w warunkach laboratoryjnych. Jak się okazuje perowskit pochłania widzialne światło słoneczne o długości fali od 300 do 800 nm i w ten sposób umożliwia produkcję energii elektrycznej. Pierwsze ogniwa fotowoltaiczne z wykorzystaniem perowskit zostały zbudowane przez naukowców już kilka lat temu. Wówczas to mimo swych niewielkich rozmiarów wykazywały się one wydajnością na poziome 15-20 procent. Niemniej proces budowy ogniw perowskitowych okazał się dość trudny, długotrwały oraz drogi, a same ogniwa nie były tak uniwersalne jak początkowo zakładano.

Przełomowe badania naukowe Olgi Malinkiewicz

Badania w dziedzinie produkcji ogniw fotowoltaicznych na bazie perowskitów okazały się zakończone sukcesem Olgi Malinkiewicz - absolwentki Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego oraz Politechniki Katalońskiej w Barcelonie, a następnie doktorantki na Uniwersytecie w Walencji.
Ta znana polska badaczka opracowała innowacyjną metodę pozyskiwania perowskitów, która to może zrewolucjonizować nie tylko sposób produkcji energii ze Słońca, ale także całą dotychczasową energetykę.

Olga Malinkiewicz opracowała niskotemperaturową technologię produkcji elastycznych ogniw fotowoltaicznych z wykorzystaniem perowskitów, która pozwoliła na znaczne zmniejszenie grubości ogniwa do 200-300 nm przy zachowaniu właściwości prądotwórczych. Rewolucyjność tego wynalazku polega na tym, że ogniwami takimi będzie można pokryć materiały oraz powierzchnie, które do tej pory się do tego nie nadawały. Jako przykład można podać pokrycie ogniwami perowsikotywmi tkanin, folii lub papieru. Oprócz tego ogniwami tymi można pokryć powierzchnie dachów oraz ściany zewnętrznych budynków. Do tej pory nie było to możliwe, ze względu na wagę ogniw krzemowych, grafenowych oraz perowskitowych wykonywanych według wcześniejszych technologii.
Aktualnie ogniwa perowskitowe można już wytwarzać na bardzo małych powierzchniach, nawet na płytkach o wielkości 1 cm na 1 cm.

Zalety fotowoltaiki z perowskitów

Technologie bazujące na perowskitach mogą mieć znacznie większą szansę zrewolucjonizowania fotowoltaiki, niż grafen. Ponadto mogą one z powodzeniem zastąpić w ogniwach fotowoltaicznych wykorzystywany dotychczas do ich budowy krzem.

Ogniwa zbudowane z perowskitów są o wiele bardziej wydajniejsze oraz elastyczne. Jest to pozytywna cecha, której nie da się osiągnąć z użyciem krzemu. Wydajność tych innowacyjnych ogniw zbadana w warunkach laboratoryjnych osiągnęła już kilkanaście procent, a badacze naukowi badający perowskity zapowiadają osiągnięcie jeszcze lepszych wyników.
 

Drukowanie ogniw z perowskitów

Inne badania w dziedzinie fotowoltaiki z perowskitów

Oprócz Olgi Malinkiewicz badania w tej dziedzinie prowadzi grupa naukowców pod kierownictwem Henrego Snaitha z Uniwersytetu w Oksfordzie oraz zespół Michaela Grätzela z uniwersytetu w Lozannie.
Niemniej metoda otrzymywania perowskitów opracowana przez polską badaczkę ma znaczną przewagę nad techniką produkcji zaproponowaną przez badaczy z Oksfordu w tym że jest znacznie tańsza, wykorzystuje bardziej stabilne materiały oraz nie wymaga stosowania wysokich temperatur.

Badania nad tą innowacyjną technologią trwają nadal i z czasem może uda się je udoskonalić na tyle, aby możliwa była produkcja ogniw perowskitowych na skalę przemysłową.
 
Źródło: zdjęcie główne www.wpafb.af.mil, autor Holly Jordan
Polecane