Perowskity przyszłością tandemowych baterii słonecznych

Ogniwa fotowoltaiczne oparte na krystalicznym krzemie to około 90% wszystkich ogniw słonecznych na rynku, wykonanych w różnych technologiach. Prace nad ich rozwojem trwają nieustannie, lecz przełomu nie było od dawna, jeśli chodzi o wydajność. Oscyluje ona w okolicach 25% maksymalnie. W ciągu tych kilku(nastu) ostatnich lat, wzrost sprawności takich ogniw wynosił pojedyncze procenty. Czy zmienią to ogniwa tandemowe? Chodzi o pokrywanie krzemu innymi materiałami, w celu zwiększenia efektywności. Lecz dotychczasowe ogniwa oparte o takie materiały, mimo że potrafią osiągać sprawność wyższą niż 25%, to nadal rzadkość na rynku. Powodem jest, jak nietrudno zgadnąć, cena znacznie wyższa od konstrukcji klasycznych. Naukowcy z MIT i Stanforda pracują nad nowymi materiałami, które mogłyby niedużym kosztem sprawić, że ogniwa tandemowe będą nie tylko efektywne, ale i tanie w produkcji. Skupili się nad badaniami perowskitów, niewielkich kryształków jodku metyloamoniowego ołowiu (II), które pokrywają podłoża krzemowe. Badania takie przeprowadzano już od kilku lat. Efektem tego był wzrost wydajności z 4% (jakie osiągały pierwsze takie konstrukcje) do 20%, w czasie pięciu lat. Już niedługo mają one osiągnąć sprawność najlepszych ogniw słonecznych zbudowanych na bazie krzemu krystalicznego (amorficznego, itp.). Wyniki badań opublikowano na łamach Applied Physics Letters. Z takiego połączenia perowskitu z krzemem krystalicznym, których warstwy oddzielono dodatkowymi materiałami mającymi za dodatkowe zadanie ułatwić transport ładunków powstały tanie w produkcji ogniwa, których wydajność wynosi 14% przy powierzchni 1 cm2. Warto dodać, że to prototyp, który będzie udoskonalany. Naukowcy przewidują, że technologia ta pozwoli bezproblemowo osiągnąć sprawność rzędu 29%, a optymistyczne założenia wskazują na 35%. Wszystko to dzięki lepszej absorpcji fotonów z dwóch pasm. Perowskit przechwytuje elektrony wysokoenergetyczne, zaś krzem te o mniejszej energii.