Szwajcarzy stworzyli super wydajne ogniwa słoneczne

dodano: 2016-01-19 17:42 | aktualizacja: 2016-01-21 21:47
autor: Janusz Sulisz | źródło: Nature

Szwajcarscy fizycy zaprezentowali nowej generacji ogniwa słoneczne o rekordowo wysokiej sprawności, przy tym pozostające na tyle tanie w porównaniu z tradycyjnymi ogniwami fotowoltaicznymi. Mowa o słynnych już kryształach perowskitu, które zostały pokryte specjalną substancją (FDT). Sprawność - ponad 20,2 proc.

Prosimy o wyłączenie blokowania reklam i odświeżenie strony.

Folie z naturalnego minerału - perskowitu, pomogły fizykom z Szwajcarii pokazać nowe spojrzenie na tanie ogniwa słoneczne, które sprawia, że aż 20 proc. energii światła słonecznego zamieniono w energię elektryczną - czytamy w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature.

Okazuje się, że najlepsze prototypy ogniw słonecznych na perowskitach korzysta ze specjalnych materiałów, które są bardzo trudne do wyprodukowania i oczyszczenia. Dlatego minimalna wartość wynosi około 300 euro za gram substancji, co uniemożliwia ich wykorzystanie komercyjne. Dla porównania, substancja opracowana w Szwajcarii - FDT, może być łatwo wyprodukowana, a do tego jest 5 razy tańsza, przy tym ma takie same właściwości.

W ostatnich latach naukowcy stworzyli kilka egzotycznych materiałów, które pozwalają zwiększyć wydajność ogniw słonecznych kilka razy. W szczególności uwagę fizyków coraz bardziej przyciąga minerał perowskit i jego syntetyczne, cienkie folie, które są półprzewodnikami, dobrze przetwarzającymi energię światła w energię elektryczną. Pisaliśmy już w 2015 roku o Oldze Malinkiewicz, która opracowała tanią technologie produkcji perskowitu.

Perowskit ma sześcienną, krystaliczną budowę, powstałą z atomów jednego metalu. W środku każdej kostki znajduje się oktaedr (ośmiościan foremny), wykształcony atomami tlenu, wewnątrz której znajduje się atom innego metalu. Interakcja pomiędzy tymi atomami sprawia, że elektrony mogą płynąć w jednym kierunku, dzięki czemu panele słoneczne na bazie perowskitu są bardzo wysokiej sprawności, około 12-15 proc. Szwajcarscy naukowcy osiągnęli jeszcze wyższy poziom skuteczności, do tego nie zwiększając kosztów ogniwa, dzięki stworzeniu nowej substancji FDT.

Substancja ta należy do kategorii tak zwanych "żywicieli dziur" - specjalnych substancji, które pomagają usuwać dodatnie ładunki, tak zwane "dziury" z folii perowskitu po tym, jak przedostają się cząsteczki światła i "biją" z niej elektrony. W swojej strukturze chemicznej FDT to małe cząsteczki węglowodoru aromatycznego, podobne w kształcie do motyla z dużymi skrzydłami.

Końcówki skrzydeł tego motyla czepiają się powierzchni folii z perowskitu, a jej dolna część oddziałuje z atomami jodu, powodując ich szybszy powrót do pozycji roboczej po tym, gdy dociera kolejny elektron z kryształów perowskitu.

Dzięki jego niezwykłym właściwościom, bateria słoneczna, pokryta cienką warstwą FDT, jest w stanie osiągnąć rekordowy do tej pory wskaźnik sprawności ponad 20,2 proc. Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycie pozwoli na powstanie naprawdę skutecznych, odnawialnych źródeł energii.

Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy.