Ogniwa perowskitowe mogą odbijać mniej światła

Ogniwa perowskitowe mogą odbijać mniej światła
Grafika z okładki pisma „Advanced Materials and Interfaces” – wizualizacja uzyskanego ogniwa perowskitowego z antyodbiciową strukturą o symetrii plastra miodu. Źródło: Maciej Krajewski, Uniwersytet Warszawski

Na okładce czasopisma naukowego pokazano opracowane przy udziale Polaka perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne, które odbijają mniej światła, są więc wydajniejsze w generowaniu prądu. Metodą nanoimprintingu, łatwą do wdrożenia przy dużych urządzeniach, naniesiono antyodbiciową strukturę o symetrii plastra miodu.

Metodę, która ogranicza straty optyczne ogniw fotowoltaicznych nowej generacji opracowali naukowcy z Fraunhofer Institute for Solar Energy ISE oraz Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW), współautorzy artykułu w Advanced Materials and Interfaces. Eksperyment oraz modelowanie zostały zrealizowane we Freiburgu przy wiodącym udziale Macieja Krajewskiego z FUW. Wizualizacja znalazła się na okładce czasopisma.

Najczęściej stosowanym materiałem do produkcji paneli fotowoltaicznych jest krzem. Jednak ogniwa na bazie krzemu zbliżają się już do swojego fizycznego limitu wydajności. Straty są powodowane m.in. przez zjawisko odbicia. Aby zmniejszyć odbicie i zwiększyć prąd generowany przez urządzenie, ogniwa krzemowe zwykle poddaje się trawieniu silnie żrącymi środkami chemicznymi. Na ich powierzchni tworzą się wtedy wzory mikroskopijnych piramid.

Ogniwa na bazie perowskitów są powszechnie uważane za następcę dominujących na rynku ogniw krzemowych. Obecnie oferują one wydajność powyżej 26%, można je też łatwo produkować metodami chemicznymi. Ale perowskity są wrażliwe na wiele substancji chemicznych. Aby zmniejszyć ich odbicie, trzeba było dotąd napylać na nie mniej efektywne powłoki antyodbiciowe.

Zespół z udziałem Macieja Krajewskiego zaprezentował wydajną strukturę antyodbiciową o symetrii plastra miodu na powierzchni perowskitu. Nałożono ją techniką nanoimprintingu – która pozwala wytwarzać nanometrowe struktury na bardzo dużych powierzchniach, sięgających powyżej stu centymetrów kwadratowych. Dzięki temu zagwarantowana jest od razu skalowalność procesu produkcji urządzeń o dużej powierzchni. To istotne w kontekście pilnej potrzeby transformacji energetyczne. Tak zmodyfikowane próbki wykazują wyższą wydajność w porównaniu z ogniwami z dotychczas używanymi powłokami antyodbiciowymi.

Eksperyment potwierdził, że nanoimprinting nie uszkadza perowskitu. To otwiera możliwość zastosowania innych struktur, odpowiednio dobranych do danej architektury ogniwa.

Do tej pory naukowcy nakładali podobne antyodbiciowe struktury jako oddzielnie przygotowane warstwy w odrębnym procesie technologicznym, który był małoskalowy i podatny na uszkodzenia warstwy aktywnej. Dzięki zastosowaniu prostej metody nanoimprintingu możliwe jest wytwarzanie całego urządzenia w dużej skali i w jednym procesie technologicznym, co ma fundamentalne znaczenie dla obniżenia kosztów całego przedsięwzięcia.

Metoda opisana przez badaczy może być stosowana w układach łączących ogniwa krzemowe i perowskitowe. Procedurę będzie można przenieść na nowo powstające architektury fotowoltaiczne, co może prowadzić do dalszego zwiększania wydajności.

Opublikowane wyniki torują drogę nowym urządzeniom fotowoltaicznym ze świetnymi właściwościami optoelektronicznymi, produkowanym z wykorzystaniem techniki nanoimprintingu.

podsumowują współautorzy badania

źródło: naukawpolsce.pap.pl

Odnawialne źródła energii – dodatkowe informacje:
biogaz, biomasa, biometan, biopaliwo, biowodór, efektywność energetyczna, energetyka prosumencka, energetyka jądrowa, energetyka rozproszona, energia cieplna oceanu, energia geotermalna, energia prądów morskich pływów i falowania, energia słoneczna, energia wiatru, energia wodna, fuzja termojądrowa, kryzys energetyczny, magazyny energii, offshore, perowskit, prosument, REPowerEU, Small Modular Reactor (SMR), spółdzielnie energetyczne (wspólnoty energetyczne), system net-billingu, transformacja energetyczna, wodór, ubóstwo energetyczne, zielona energia, zrównoważona energetyka

Wiedza ekologiczna – dodatkowe informacje:
aforyzmy ekologiczne, biblioteka ekologa, biblioteka młodego ekologa, ekoprognoza, encyklopedia ekologiczna, hasła ekologiczne, hasztagi (hashtagi) ekologiczne, kalendarium wydarzeń ekologicznych, kalendarz ekologiczny, klęski i katastrofy ekologiczne, największe katastrofy ekologiczne na świecie, międzynarodowe organizacje ekologiczne, podcasty ekologiczne, poradniki ekologiczne, (nie) tęgie głowy czy też (nie) najtęższe umysły, znaki i oznaczenia ekologiczne

Dziękuję, że przeczytałaś/eś powyższe informacje do końca. Jeśli cenisz sobie zamieszczane przez portal treści zapraszam do wsparcia serwisu poprzez Patronite.

Możesz również wypić ze mną wirtualną kawę! Dorzucasz się w ten sposób do kosztów prowadzenia portalu, a co ważniejsze, dajesz mi sygnał do dalszego działania. Nad każdym artykułem pracuję zwykle do późna, więc dobra, mocna kawa wcale nie jest taka zła ;-)

Zapisz się na Newsletter i otrzymuj email z ekowiadomościami. Dodatkowo dostaniesz dostęp do specjalnego działu na stronie portalu, gdzie pojawiają się darmowe materiały do pobrania i wykorzystania. Poradniki i przewodniki, praktyczne zestawienia, podsumowania, wzory, karty prac, checklisty i ściągi. Wszystko czego potrzebujesz do skutecznej i zielonej rewolucji w twoim życiu. Zapisz się do Newslettera i zacznij zmieniać świat na lepsze.

Chcesz podzielić się ciekawym newsem lub zaproponować temat? Skontaktuj się pisząc maila na adres: informacje@wlaczoszczedzanie.pl

Więcej ciekawych informacji znajdziesz na stronie głównej portalu Włącz oszczędzanie

Scroll to Top