Lumea fizicii Mai multă putere de la celulele solare perovskite
Rui Zhu/Universitatea din Beijing
Siliciul domină piața celulelor solare astăzi - aproximativ 90 la sută din toate modulele solare instalate constau din acest material semiconductor. În laborator, eficiența celor mai bune prototipuri din siliciu a depășit deja pragul de 26%. Dar celulele solare fabricate din cristale de perovskit recuperează cu pași mari și au atins deja eficiențe de peste 20%. În revista „Science”, oamenii de știință raportează acum cum au îmbunătățit din nou celulele solare perovskite. Au dezvoltat un prototip deosebit de eficient, cu o structură sofisticată a straturilor cu lumină activă și cu conductoare de curent.
Inițial, Riu Zhu de la Universitatea din Beijing și colegii săi au recurs la structura celulelor convenționale de perovskit: au crescut cristale de perovskit pe un strat conductiv electric - dar totuși transparent - de oxid de staniu de indiu. Acest strat a fost urmat de un strat de bromură de guanidină cu o grosime de câțiva nanometri. Cercetătorii au acoperit apoi această sare cu straturi conductoare de carbon și cupru. Zhu și echipa sa au produs un total de 200 de prototipuri ale acestei celule solare optimizate de perovskit și au examinat structura acestora folosind mai multe metode spectroscopice.
Măsurătorile testate cu lumina artificială a soarelui au arătat că tensiunea în circuit deschis a crescut la o valoare record de 1,21 volți cu o eficiență de peste 21 la sută. Tensiunea în circuit deschis corespunde tensiunii electrice a unui modul fotovoltaic atunci când niciun consumator nu este conectat la modul. Cu cât valoarea sa este mai mare, cu atât o celulă solară poate furniza o energie electrică mai utilizabilă. Stratul suplimentar de guanidină joacă un rol central aici: transferă eficient electronii generați de lumina soarelui către un electrod, reducând astfel pierderea purtătorilor de sarcină neutilizați. În plus, prototipurile au arătat o durabilitate bună și și-au menținut nivelul ridicat de eficiență timp de multe ore.