Naukowcy z Nanyang Technological University w Singapurze opracowali ultracienkie ogniwa perowskitowe, które mogą zrewolucjonizować integrację fotowoltaiki z budynkami. W przeciwieństwie do standardowych paneli krzemowych, nowe ogniwa są niemal przezroczyste, co pozwala na ich zastosowanie w oknach, fasadach szklanych czy świetlikach bez utraty dostępu do światła dziennego.

Rekordowo cienkie absorbery

Zespół badawczy wykorzystał próżniowe odparowywanie termiczne do stworzenia ogniw z warstwą perowskitu o grubości zaledwie 10, 30 lub 60 nanometrów. Dla porównania, konwencjonalne ogniwa perowskitowe są około 50 razy grubsze. Najcieńszy wariant osiągnął sprawność konwersji energii na poziomie 7%, podczas gdy ogniwa 30 nm i 60 nm uzyskały odpowiednio 11% i 12%. Co istotne, mimo ekstremalnie cienkiej struktury, kluczowe parametry elektryczne, takie jak napięcie obwodu otwartego, pozostały porównywalne z grubszymi odpowiednikami.

Przezroczystość i estetyka

Największym atutem nowych ogniw jest ich przezroczystość. W testach ogniwo z absorberem 60 nm uzyskało sprawność 7,6% przy przepuszczalności światła widzialnego na poziomie 41%. To otwiera drogę do zastosowań w budynkach, gdzie klasyczna fotowoltaika krzemowa jest trudna do zintegrowania ze względów estetycznych i funkcjonalnych. W Polsce rynek BIPV (Building-Integrated Photovoltaics) dopiero raczkuje, ale podobne rozwiązania mogłyby znaleźć zastosowanie w nowoczesnym budownictwie biurowym czy pasywnym, gdzie liczy się zarówno produkcja energii, jak i dostęp naturalnego oświetlenia.

Przemysłowy proces produkcji

W odróżnieniu od wielu laboratoryjnych ogniw perowskitowych, które wykorzystują toksyczne rozpuszczalniki, singapurska technologia opiera się w pełni na próżniowym odparowywaniu termicznym. Ta metoda jest dobrze znana w przemyśle półprzewodnikowym i może ułatwić skalowanie produkcji. „Dzięki eliminacji rozpuszczalników i lepszej kontroli jakości warstw, nasze ogniwa mogą szybciej trafić do masowej produkcji” – mówi jeden z badaczy cytowany w publikacji w „ACS Energy Letters”. Mimo obiecujących wyników, technologia wciąż znajduje się na wczesnym etapie badawczym. Naukowcy nie przedstawili jeszcze danych dotyczących długoterminowej stabilności ani wydajności na dużych powierzchniach. Jeśli jednak te bariery uda się pokonać, perowskity mogą stać się realną alternatywą dla krzemu w zastosowaniach architektonicznych.

Więcej o rozwoju farm fotowoltaicznych i nowoczesnych technologiach OZE można przeczytać na stronie Farmy pv.

Foto: images.pexels.com