Perowskity to grupa nieorganicznych związków chemicznych, które znane są już od XIX w. (swoją osobliwą nazwę zawdzięczając rosyjskiemu mineralogowi Lwu Perowskiemu). Jednak dopiero kilka lat temu odkryto, że stanowią one wymarzony materiał do produkcji ogniw słonecznych.
Perowskity mają dużą szansę, by zastąpić krzem w ogniwach słonecznych. Dzięki nim elastyczne i cienkie ogniwa można będzie nanosić na ubrania czy plastik - uważa Olga Malinkiewicz, która opracowała prosty i tani sposób produkcji tego niezwykłego materiału.
Perowskity występują w przyrodzie - np. w skałach, ale można je wytworzyć również w laboratorium.
Na razie w ogniwach słonecznych fotowoltaicznych stosowany jest przede wszystkim krzem, który nie jest materiałem bez wad. Przy produkcji krzemowych ogniw fotowoltaicznych potrzebne są wysokie temperatury - ok. 1000 st. C, a ogniw krzemowych nie można bezpośrednio nanosić na materiały elastyczne - takie jak tekstylia czy plastik.Nie potrzeba do tego skomplikowanych urządzeń czy drogich materiałów. Gdybym się uparła, mogłabym je wytwarzać nawet w domu, w kuchni - mówi w rozmowie z PAP Olga Malinkiewicz, doktorantka z Uniwersytetu w Walencji, która opracowała prosty sposób produkcji tych związków.
Perowskity - podobnie jak krzem - pochłaniają światło widzialne (o długości
Olga Malinkiewicz uważa, że możliwości wykorzystania ogniw słonecznych z perowskitami są niemal nieograniczone - w przyszłości można by było np. pokrywać nimi powierzchnie domów, ubrań czy urządzeń elektronicznych, które ładowałyby się dzięki energii słonecznej. Z perowskitów można tworzyć nawet półprzezroczyste warstwy.
Perowskity są też w porównaniu z krzemem całkiem wydajnym źródłem energii. W ciągu ostatnich kilku lat - mimo że prace nad tym materiałem dopiero się zaczynają - udało się kilkakrotnie poprawić wydajność perowskitów tak, że jest już ona większa niż tzw. krzemu amorficznego, stosowanego w tańszych ogniwach krzemowych.
Olga Malinkiewicz opowiada, że kiedy zaczynała pracę nad perowskitami, sposób produkowania ogniw był bardzo skomplikowany - wytwarzać można je było tylko na grubym szkle, gdyż jeden z kluczowych elementów ogniwa, dwutlenek tytanu, uzyskiwano w temperaturze 500 st. C. W dodatku powstałe warstwy miały dużo defektów.
Olga Malinkiewicz mówi, że perowskitami zajęła się niedawno - w wakacje ubiegłego roku. Kiedy do szefa jej laboratorium na Uniwersytecie w Walencji przyszła prośba od "guru" w zakresie fotowoiltaiki, Michaela Graetzela, aby wyprodukować perowskity w postaci gazowej, zadanie powierzono Malinkiewicz. Ona jako jedyna w grupie z laboratorium zajmowała się fotowoltaiką - reszta osób zajmowała się głównie diodami i materiałami emitującymi światło.
Badaczka przyznaje, że w swoich badaniach nad perowskitami używała "tego, co było w szufladzie", czyli materiałów przydatnych w stosowaniu diod. I tym razem przypadek przyczynił się do odkrycia. Okazało się, że materiały te były strzałem w dziesiątkę - dzięki ich zastosowaniu pod koniec wakacji miała już perowskity o świetnej wydajności (12 proc.).
"Nie mogliśmy uwierzyć, że to takie proste" - zaznacza badaczka. Wyniki badań ukazały się w listopadzie ub.r. w czasopiśmie "Nature Photonics". Jej indywidualne badania pod koniec marca tego roku zostały nagrodzone podczas konferencji Photonics21.
Na razie perowskity udaje się wytwarzać na niewielkich powierzchniach - rekordowej wielkości materiał ma dopiero powierzchnię 1 cm x 1 cm. Nie są to więc jeszcze na tyle duże powierzchnie, by wykorzystywać perowskity w dużych ogniwach słonecznych. Jednak to dopiero początek badań nad tym materiałem.
PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala | POLMEDIA (reporter@nportal.no)
Copyright © 2015 PAP | POLMEDIA. Wszelkie prawa zastrzeżone / All rights reserved
