Přidáním stabilizátoru iontových párů do perovskitových článků umožňuje jeho potahování v okolním vzduchu, což zjednodušuje výrobní proces.
Mezinárodní tým výzkumníků oznámil důležitý úspěch na cestě ke komercializaci perovskitových solárních článků. Perovskit, polovodičový materiál, se stává středem zájmu výzkumu po celém světě kvůli jeho potenciálu přeměnit více solární energie na elektřinu než běžně používaný křemík. A to zejména za nižší cenu.
Při výrobě solárního perovskitu však existují nevýhody. Jedním z nich je, že proces potahování musí probíhat uvnitř komory naplněné nereaktivním plynem. A to proto, protože jinak perovskity reagují s kyslíkem, čímž se snižuje výkon.
Nový článek publikovaný v časopise Nature Energy popisuje práci, kterou provedl Jixian Xu a jeho tým v National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China. Tým zjistil, že přidání dimethylamoniumformiátu (DMAFo) do roztoku perovskitu před potažením by mohlo zabránit oxidaci materiálů. Tento objev aditiva umožňuje, aby povlak nasával okolní vzduch místo toho, aby musel být uvnitř krabice.
Michael McGehee, profesor na katedře chemického a biologického inženýrství a spolupracovník Colorado University Boulder’s Renewable & Sustainable Energy Institute, interpretoval výsledky a pomohl s napsáním článku. McGehee řekl, že to bylo poprvé, kdy byl DMAFo použit při výzkumu perovskitu. A dodal, že je to užitečné, protože je to redukční činidlo, které zabraňuje oxidaci jodidu. Popsal, že DMAFo byl přidán do roztoku prekurzoru perovskitu. ,,Chrání jodid v tomto roztoku. Což umožňuje vytvářet buňky na vzduchu a výrazně prodlužuje skladovatelnost roztoku prekurzoru,“ řekl McGehee.
Výzkumnící vykonali objev aditiva, umožňující vylepšení povlaku perovskitu
(a) vzorek DMAFo (se stabilizátorem DMAFo); (b) ukazuje, že fáze 2H, 4H/6H a 3C jsou označeny na snímcích GIWAXS
McGehee uznal, že povlak uvnitř krabice se během výzkumné fáze stává přijatelný, ,,ale když začnete potahovat velké kusy skla, jeví se stále těžší to udělat v krabici naplněné dusíkem,“ řekl.
Výsledky ukazují, že DMAFo perovskitové články mohou samy o sobě dosáhnout účinnosti téměř 25 %. Což se jeví srovnatelné se současným rekordem účinnosti pro perovskitové články 26 %.
Přísada také zlepšila stabilitu buněk, což je podle McGehee důležité pro přechod na čistou energii.
Problémem s perovskitovými solárními panely ve srovnání s křemíkem je to, že mohou degradovat mnohem rychleji. Studie ukázala, že perovskitový článek vyrobený s DMAFo si po vystavení LED světlu, které napodobovalo sluneční světlo po dobu 700 hodin, zachoval 90 % své účinnosti. Naproti tomu buňky vyrobené ve vzduchu bez DMAFo se rychle degradovaly již po 300 hodinách.
McGehee poznamenal, že jsou potřeba delší testy. A to zejména proto, protože jeden rok má 8 000 hodin. ,,Jeví se příliš brzy říkat, že jsou stejně stabilní jako křemíkové panely, ale jsme na dobré cestě k tomu,“ řekl.
Dalším krokem týmu je vývoj tandemových článků s reálnou účinností přes 30 %. Ty se jeví stejně stabilní jako křemíkové panely po dobu 25 let.
Po deseti letech výzkumu perovskitů vytvořili inženýři perovskitové články, které se zdají stejně účinné jako křemíkové články, které se vynalezly před 70 lety, řekl McGehee. „Vozíme perovskity do cíle. Pokud se stane to, že tandemy zafungují dobře, určitě mají potenciál ovládnout trh. A stanou se tak další generací solárních článků,“ řekl.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
