Nový výzkum od renomovaného PV vědce Martina Greena a kolegů z UNSW odhaluje, že perovskitové solární články se mohou potýkat s reverzním zkreslením způsobeným nerovnoměrným zastíněním. A nebo jinými problémy. Ty se pravděpodobně objeví v terénu. Jak samotné zpětné zkreslení, tak výsledné nahromadění tepla mohou způsobit degradaci několika materiálů běžně používaných v perovskitových solárních článcích. A těmto skrytým problémům se v dosud publikovaném výzkumu dostalo jen omezené pozornosti. Řešení jsou však na dosah ruky.
Skrytá výzva pro stabilitu
Problémy se stabilitou perovskitových solárních článků se dobře zdokumentovaly, i když technologie nadále dosahovala působivých úrovní účinnosti. Velká část dosavadního výzkumu zaměřeného na zlepšení stability se soustředila na problémy, které vznikají za normálních provozních podmínek. Například citlivost na kyslík a vlhkost, kterou lze vyřešit zapouzdřením, nebo degradaci pod UV světlem, kterou lze vyřešit reflexními povlaky.
Další skryté problémy, z nichž některé se zaznamenaly teprve nedávno, mohou představovat vážnější výzvu pro vývoj perovskitových zařízení. To vydrží venkovní nasazení po léta a dokonce desetiletí. Tepelná degradace a nestabilita zpětného zkreslení se zdají jako přetrvávající problémy. Ty představují výzvy i pro vnitřně mnohem stabilnější křemíkové články. Což naznačuje, že k ,,jejich uspokojivému řešení u perovskitových článků může být zapotřebí inovativních přístupů,“ uvádějí autoři nového článku zabývajícího se tímto tématem.
Reverzní předpětí se způsobí například tím, že se jednotlivý článek zastíní a ostatní články v modulu se přes něj snaží protlačit vyšší proud. Nedávný výzkum ukázal, že to samo o sobě může způsobit poškození zastíněné buňky. A také vést ke zvýšení teploty, což způsobí další poškození.
Zvládání stresu
Nový výzkum z australské Univerzity Nového Jižního Walesu (UNSW) nastiňuje, jak se zdají perovskitové solární články náchylné k tomuto skrytému problému. A to zejména proto, že obvykle rozptylují teplo mnohem pomaleji než křemík. A mnoho typických komponentních materiálů může začít degradovat při nízkých teplotách jako 60°C. V dokumentu „Boj proti výzvám s teplotou a reverzním zkreslením, kterému čelí perovskitové solární články“, publikovaném v Joule, vědci z UNSW Dongchen Lan a Martin Green nastiňují zranitelnosti související s reverzním zkreslením v plném rozsahu a začínají navrhovat řešení.
Výzkum UNSW
Vědci si uvědomují, že učinit skutečné materiály méně náchylnými k poškození zpětným předpětím by bylo mnohem obtížnější. Vědci nejprve doporučují konstrukční přístupy. Ty by se jednoduše vyhnuly riziku jeho výskytu: Přidání bypass diody do každého jednotlivého článku by nabídlo významnou ochranu a pokud by bylo kombinováno se změnou uspořádání propojení modulů tak, aby proud protékal napříč šířkami článku, a případně další komponent na podporu odvodu tepla, Lan odhaduje, že by to mělo omezit nárůst teploty na 40°C ve většině myslitelných situací v terénu.
A zejména pro tandemové články perovskit-křemík by mohlo být další účinnou strategií bez významných nákladů vyladění bandgapu perovskitového článku. Zejména tak, aby byl mírně nižší než optimální hodnota. A aby odpovídal proudu v křemíku. ,,Toto má zabránit tomu, aby křemíkový článek za určitých podmínek generoval podstatně více proudu než perovskitový článek, což by jej přivedlo do zpětného předpětí.“
Zdroj: pv-magazine, Vapol
