Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego stworzyli materiał fotowoltaiczny oparty na perowskitach, który ma sprawność wynoszącą ponad 27 procent, zbliżoną do maksymalnej wydajności jednowarstwowych ogniw fotowoltaicznych opartych na krzemie. Materiał ma grubość zaledwie 1 mikrometra (0,001 mm) i jest elastyczny, może być więc nakładany zarówno na powierzchnie sztywne (dachy samochodów, budynki), jak też na takie, które pracują. Nie wymaga żadnych ram ani innych specjalnych konstrukcji, jak to jest z współczesnymi nam panelami fotowoltaicznymi.
Fotowoltaika może być wszędzie. I będzie
Współczesne ogniwa fotowoltaiczne powstają w oparciu o krzem. Krzem ma wysoką sprawność, od lat świetnie radzimy sobie z jego produkcją i rafinacją, ale ma też pewną wadę: kruchość. Żeby krzem przetworzył światło na elektryczność, musi być zamknięty w ogniwie, a to ogniwo zamocowane na sztywnej ramie czy szkielecie. Wszystko to sprawia, że współczesne panele fotowoltaiczne nie nadają się do miejsc, w których pojawiają są duże naprężenia. Dach samochodu jest w porządku tylko tak długo, jak długo auto nie służy do ciągłej jazdy po dużych nierównościach. Dach budynku to miejsce niemal doskonałe.
Rozwiązaniem problemu kruchego krzemu od wielu lat są perowskity, minerały tworzące sieć krystaliczną, która może się odkształcać. Problem w tym, że mają niższą wydajność i nie potrafimy ich szczególnie skutecznie formować. Grupa z Uniwersytetu Oxfordzkiego poradziła sobie z pierwszym problemem. Jak mówią: zaczynali od sprawności wynoszącej 6 procent (6 procent padającego światła zamieniało się na elektryczność), teraz przekroczyli poziom 27 procent, wierzą, że z czasem dojdą do poziomu ponad 45 procent (źródło).
Nowy materiał fotowoltaiczny „ma grubość ponad 1 mikrometra, jest prawie 150 razy cieńszy niż krzemowe wafle”. Ze względu na wykorzystanie perowskitów, może być elastyczny i może być nakładany na „niemal każdą powierzchnię”. Mógłby więc pokryć dach domu, samochodu, plecak. Jego obecna sprawność wynosząca 27 procent wzięła się z połączenia warstw reagujących na różne długości fali świetlnej.
Dr Shuaifeng Hu prezentuje nowy materiał fotowoltaiczny (c) Oxford University
Henry Snaith, profesor Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego, departamentu Energii Odnawialnej, na którym dokonano powyższego odkrycia, już w 2010 roku założył firmę Oxford PV zajmującą się komercjalizacją fotowoltaiki opartej na perowskitach. Oxford PV rozpoczęła niedawno masową produkcję perowskitowych ogniw fotowoltaicznych w fabryce pod Berlinem, w Brandenburgu an der Havel (Niemcy).
Nota od redakcji Elektrowozu: Słońce obdarza nas niewyobrażalną ilością energii. Dziś fotowoltaika jest trendem, ale jej rozkwit dopiero się zaczyna. Niedługo prawie wszystko będzie mogło produkować elektryczność.