O nouă descoperire în domeniul energiei regenerabile indică faptul că panourile solare bazate pe siliciu ar putea ajunge la limitele de exploatare. Cercetătorii au demonstrat că utilizarea straturilor de perovskit poate crește eficiența dispozitivelor fotovoltaice cu aproximativ 30%. Această evoluție tehnologică este susținută de studii recente care evidențiază potențialul acestor compuși cu structură cristalină pentru obținerea unor randamente ridicate de conversie a energiei.
Echipa de cercetători, formată din experți de la Universitatea Nanjing, Institutul Național de Inovare în Tehnologia Apărării, Universitatea Națională Australiană și alte instituții, a prezentat o metodă nouă de procesare. Această strategie permite producerea unor filme de perovskit mult mai uniforme și cu un număr redus de defecte. Rezultatele, publicate în revista Nature Energy, arată că noile celule solare cu trei joncțiuni oferă o stabilitate operațională îmbunătățită față de variantele anterioare.
Problema principală a celulelor solare cu trei joncțiuni realizate integral din perovskit a fost obținerea unei subcelule de înaltă calitate cu o bandă interzisă mare, de peste 2,0 eV. Yongxi Li, coautor principal al studiului, a explicat că conținutul ridicat de brom provoca o cristalizare neuniformă și apariția unor ondulații la suprafață. Aceste deficiențe structurale duceau la segregarea halogenurilor și la pierderi semnificative de tensiune în timpul funcționării dispozitivului.
Pentru a rezolva aceste obstacole, cercetătorii au combinat alegerea atentă a solvenților cu introducerea unor cantități mici de clorură de oleilamoniu. Această metodă asigură o distribuție mai uniformă a halogenurilor și suprafețe mai netede ale filmelor rezultate. Analizele efectuate prin microscopie și măsurători fotofizice au confirmat că noile filme permit un transport îmbunătățit al purtătorilor de sarcină și reduc pierderile energetice.
Performanța celulelor testate a fost remarcabilă, atingând o eficiență de 30,1%, cu o eficiență certificată independent de 29,3%. Dispozitivul a reușit să își păstreze peste 90% din eficiența inițială după 569 de ore de funcționare continuă sub lumină solară simulată. Yongxi Li a precizat că celula optimizată de 2,0 eV a atins o tensiune în circuit deschis de 1,46 V, marcând un prag important pentru tehnologia cu două terminale.
În prezent, majoritatea panourilor solare disponibile pe piața globală utilizează siliciul ca material principal pentru conversia luminii în electricitate. Deși siliciul rămâne standardul actual, tranziția către materiale precum perovskitul este văzută ca o soluție pentru crearea de sisteme fotovoltaice subțiri, ușoare și flexibile. Cercetătorii intenționează ca în etapa următoare să evalueze performanța acestor celule în condiții de funcționare reale, dincolo de mediul de laborator.