Na Princetonu vyvinuli perovskitové solární články s životností na 30 let

Od perovskitů se slibuje mnohé, ale nadále mají několik problémů. Když se poprvé objevily před více než 15 lety v laboratořích, měly jen 4% účinnost a jejich životnost se pohybovala v minutách i několik let poté. Od té doby se už ale mnohé změnilo, výsledná účinnost se hodně blíží křemíkovým panelům a u těch nejlepších bez hybridní technologie (kombinace s křemíkovými) jsme se už dostali i přes 25 %, obvykle je to ale spíše někde kolem 20 %. I životnost se řádově zvýšila, nicméně u většiny se pohybuje jen někde kolem 1-2 tisíc hodin osvětlení AM1.5G (tj. méně než 1,5 roku v našich končinách). Na Princetonu se ale povedlo toto číslo dramaticky zvýšit až na cca 30 let.

 

 

Hlavní výhodou perovskitů je to, že se na rozdíl od křemíkových panelů dají vyrábět při pokojové teplotě a mají tedy výrazně nižší energetické nároky na svou výrobu. Vědci proto zkoušeli přijít na to, zda je nějaký způsob zvýšení jejich životnosti, aby mohly být prakticky použitelné, a vyzkoušeli obrovský počet různých vrstev jen pár atomů tlustých, které byly mezi perovskitovou vrstvou a vrstvou přenášející náboj. Tou nejlepší se ukázalo Cs₂PbI₂Cl₂, takže jak vidíme, dostává se nám tu do hry sloučenina obsahující ekology nenáviděné olovo. Co tedy vyhraje? Neprojdou přes přítomnost olova nebo zvítězí fakt, že navzdory němu budou snad levné, energeticky snadno vyrobitelné a s vysokou životností?

 

Protože nemohli svůj panel testovat 30 let pod běžným osvětlením, bylo potřeba nasadit akcelerované stárnutí. To spočívalo v trvalém nepřerušovaném osvětlení a byly použity čtyři různé zvýšené teploty vrcholící až hodnotou 110 °C. Díky tomu zjistili, že tyto perovskitové články by měly dosahovat 80 % svého původního výkonu po cca 5,8 roku neustálého nasvícení při průměrné teplotě 35 °C (51000 +/- 7000 hodin). V reálném životě ale slunce pořád nesvítí (např. u nás jsme v průměru na nějakých 4-5 hodinách světla AM1.5G denně), takže se dá očekávat cca 5,5krát vyšší životnost, než bylo naměřeno trvalým svícením, tedy kolem 30 let.

 

Konečně to tedy vypadá, že by mohl být vytvořen perovskitový článek s akceptovatelnou životností. Nyní zůstává otázkou, zda se projekt podaří přetavit do komerční podoby a zda nebudou některé jeho prvky ekologickou překážkou. Pokud jde o účinnost, tak ta činí solidních 17,4 %.

 

Zdroj: princeton.edu, science.org