reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© Pixabay Przemys艂 elektroniczny | 05 grudnia 2018

Polski pomys艂 na wydajne perowskity

Ogniwa fotowoltaiczne oparte na perowskitach s膮 wydajniejsze, je艣li perowskit jest utarty mechanicznie, a nie uzyskany klasycznie - w roztworze. Nad wyja艣nieniem tego zjawiska pracuje dr in偶. Daniel Prochowicz z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN).
Perowskity to materia艂y doskonale absorbuj膮ce 艣wiat艂o, kt贸re pozwalaj膮 przekszta艂ca膰 energi臋 s艂oneczn膮 w pr膮d w ogniwie fotowoltaicznym. Ogniwo takie jest lekkie, poniewa偶 warstwa perowskitu mo偶e by膰 niezwykle cienka.
Dzi臋ki wyj膮tkowym w艂a艣ciwo艣ciom perowskit贸w, w przysz艂o艣ci 艂adowarki do telefon贸w b臋d膮 mog艂y stanowi膰 cienk膮 foli臋, czerpi膮c energi臋 ze 藕r贸d艂a 艣wiat艂a. Cienkie i elastyczne modu艂y fotowoltaiczne b臋d膮 nak艂adane na dachy samochod贸w i okna biurowc贸w, zasilaj膮c pojazdy i budynki w energi臋.

Zanim jednak ogniwa oparte na technologii perowskit贸w znajd膮 praktyczne zastosowania, trzeba opracowa膰 wydajne sposoby ich otrzymywania. Dr in偶. Daniel Prochowicz z zespo艂u prof. Janusza Lewi艅skiego opracowa艂 wydajn膮 metod臋 otrzymywania r贸偶nych hybrydowych nieorganiczno-organicznych perowskit贸w halogenkowych do zastosowa艅 w fotowoltaice.

Jak wyja艣ni艂 w rozmowie z PAP dr Prochowicz, rynek fotowoltaiczny jest zdominowany przez ogniwa krzemowe. Ogniwa perowskitowe mog膮 osi膮ga膰 podobn膮 wydajno艣膰, mimo 偶e s膮 du偶o l偶ejsze. Z perowskit贸w halogenkowych mo偶na uzyska膰 bardzo cienk膮 400-500 nanometrow膮 warstw臋, kt贸r膮 pokrywa si臋 ogniwo. To mo偶e przek艂ada膰 si臋 na niski koszt produkcji perowskitowych modu艂贸w fotowoltaicznych.

Perowskity w postaci cienkiego filmu mo偶na otrzymywa膰 na dwa sposoby. Standardowa metoda zak艂ada rozpuszczenie substrat贸w w rozpuszczalniku organicznym. Tak otrzymany roztw贸r rozprowadza si臋 do cienkiej warstwy pod wp艂ywem si艂y od艣rodkowej lub nanosi na powierzchni臋 za pomoc膮 spray鈥檜. Nast臋pnie wygrzewa si臋 go w podwy偶szonej temperaturze w celu krystalizacji perowskitu.

Z kolei naukowcy z IChF PAN wykorzystali mechanochemiczn膮 metod臋 syntezy do otrzymywania szerokiej gamy perowskit贸w halogenkowych. Uzyskuj膮 perowskity przez ucieranie. Takie mechanoperowskity wykorzystuj膮 do budowy ogniw fotowoltaicznych. Aby pokry膰 ogniwo, trzeba rozpu艣ci膰 utarty perowskit, ale proces przebiega nieco inaczej i taniej. Co wi臋cej, perowskity otrzymane przez ucieranie mo偶na d艂ugo przechowywa膰 w atmosferze gazu oboj臋tnego. W ka偶dym momencie mo偶na je wykorzysta膰 do budowy ogniw s艂onecznych bez obawy o pogorszenie parametr贸w.

- Mechanochemia pozwala prowadzi膰 reakcje chemiczne bez u偶ycia rozpuszczalnika i wysokiej temperatury. Synteza substancji jest wtedy ta艅sza, poniewa偶 poch艂ania mniej energii. Kiedy nie ma rozpuszczalnika, nie powstaje te偶 wiele odpad贸w, a zatem jest to metoda przyjazna 艣rodowisku. Procesy mechanochemiczne pozwalaj膮 otrzyma膰 produkty szybciej, z wysok膮 czysto艣ci膮 i wydajno艣ci膮 鈥 t艂umaczy dr in偶. Daniel Prochowicz.

Cienka warstwa otrzymana w wyniku naniesienia roztworu zawieraj膮cego rozpuszczony mechanoperowskit by艂a bardziej jednorodna. Mia艂a mniej defekt贸w strukturalnych i 艂adunk贸w gromadz膮cych si臋 na powierzchni filmu, ni偶 warstwa perowskitowa otrzymana standardow膮 metod膮.

- Ogniwo s艂oneczne pracuj膮ce na materia艂ach perowskitowych otrzymanych mechanochemicznie wykazywa艂o lepsze parametry fotowoltaiczne ni偶 ogniwo zawieraj膮ce analogiczny perowskit otrzymany metod膮 standardow膮 鈥 stwierdzi艂 dr Prochowicz.

Badacz wykorzystywa艂 ju偶 wcze艣niej procesy mechanochemiczne do otrzymywania kompleks贸w metali, polimer贸w koordynacyjnych oraz materia艂贸w mikroporowatych. Ostatnio rozwija艂 t臋 metod臋 w zespole prof. Michaela Graetzela w z Ecole Polytechnique de Lausanne w Szwajcarii. Dalsze prace b臋dzie prowadzi艂 w IChF PAN w ramach otrzymanego projektu badawczego HOMING finansowanego ze 艣rodk贸w Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej. Naukowiec wcze艣niej by艂 stypendyst膮 programu START, a w pa藕dzierniku br. otrzyma艂 nagrod臋 naukow膮 鈥濸olityki” dla m艂odych badaczy w dziedzinie nauk 艣cis艂ych.

殴r贸d艂o: PAP 鈥 Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk
reklama
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
January 17 2019 14:20 V11.11.0-2