Nowy rodzaj materiału na ogniwa słoneczne nowej generacji eliminuje potrzebę stosowania ołowiu, który był główną przeszkodą dla tej technologii.
Ogniwa słoneczne, zawierające mineralny perowskit, były w centrum uwagi, odkąd po raz pierwszy pokazano je w 2009 roku. Ogniwa słoneczne zbudowane z tego materiału są bardziej wydajne niż dzisiejsze panele słoneczne. Obecne panele słoneczne wychwytują średnio od 15% do 18% energii słonecznej, podczas gdy ogniwa słoneczne perowskitowe wykazują skuteczność nawet aż 28%.
Istnieją jednak poważne przeszkody w stosowaniu tych materiałów na rynku: niezbędne materiały te nie są stabilne i zawierają przechodzący do wody ołów, stanowiący zagrożenie dla zdrowia.
Dlatego zespół naukowców i inżynierów kierowany przez Letiana Dou, asystenta profesora inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Purdue, opracował podobny do kanapki materiał zbudowany z materiału organicznego i nieorganicznego w celu utworzenia struktury hybrydowej, która nie wykorzystuje ołowiu i ma znacznie lepszą stabilność.
"Te struktury są bardzo ekscytujące" - powiedział Dou. "Struktury warstwowe są jak półprzewodnikowe studnie kwantowe, które są dziś szeroko stosowane w wielu urządzeniach elektronicznych i optoelektronicznych, ale są znacznie łatwiejsze do wytworzenia i bardziej odporne na defekty"
Badanie zostało opublikowane w poniedziałek (11 listopada) w czasopiśmie
Nature Chemistry.
W artykule opublikowanym we wrześniu w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society naukowcy włączyli ten materiał do niezbędnego komponentu wielu urządzeń elektronicznych, tranzystora polowego.
Yao Gao, główny autor obu prac naukowych i doktorant w grupie badawczej Dou, powiedział, że nowe organiczno-nieorganiczne hybrydowe materiały perowskitowe są tańsze i działają lepiej niż tradycyjny nieorganiczny półprzewodnik. Ponadto, Gao powiedział, strategia projektowania nowego materiału może służyć jako plan dla wielu innych funkcjonalnych materiałów hybrydowych.
"Takie ogniwa słoneczne mogą być bardzo wydajne" - powiedział. "Dzięki naszej nowej technologii możemy sprawić, że hybrydowe materiały perowskitowe będą wewnętrznie bardziej stabilne. Dzięki zastąpieniu toksycznego ołowiu te nowe materiały są lepsze dla środowiska i mogą być bezpiecznie stosowane do czujników bioelektronicznych na ciele".
Patent na tę technologię został złożony przez Biuro Komercjalizacji Technologii Purdue Research Foundation.
