Zastosowanie przezroczystej soli fosforanowej w fotowoltaice

Dzięki zastosowaniu przezroczystej soli fosforanowej ogniwa perowskitowe są bezpieczniejsze dla środowiska.

Ogniwa perowskitowe zmniejszają szkodliwość dla środowiska

Wydajność perowskitowych ogniw fotowoltaicznych poprawiła się do tego stopnia, że można je uznać za gotowe do produkcji na skalę przemysłową, co potencjalnie pozwala na wytwarzanie struktur PV w sposób bardziej energooszczędny niż jest to możliwe w przypadku ogniw krzemowych.

Badania długoterminowej wydajności i żywotności ogniw perowskitowych wciąż się jednak rozwijają, a Sandia National Laboratories niedawno opisało obecny system norm dotyczących tych materiałów jako "jak Dziki Zachód".

Wpływ ogniw na środowisko naturalne

Dodatkowe obawy dotyczą wpływu na środowisko ogniw perowskitowych, które ulegają awarii, ponieważ zwykle zawierają one ołów, który może zostać uwolniony z ogniw do ich otoczenia. W ramach projektu realizowanego w szwajcarskim laboratorium EPFL opracowano możliwe rozwiązanie tego problemu, które nie wpływa na wydajność konwersji światła w ogniwie.

Jak opublikowano w Applied Materials & Interfaces, przełom polega na dodaniu przezroczystej soli fosforanowej mającej zapobiegać przedostawaniu się ołowiu do gleby w przypadku awarii perowskitowego panelu słonecznego.

Problem jest częściowo konsekwencją rozpuszczalności w wodzie składników zatrudnionych przy budowie ogniw perowskitowych, co odgrywa rolę w tym, że produkcja ogniw jest prosta i mniej kosztowna. Jednak w przypadku pęknięcia panelu ta sama rozpuszczalność może grozić łatwym wypłukaniem ołowiu do środowiska.

Problem ten pociągnął za sobą wiele intensywnych badań, ponieważ jest główną przeszkodą dla organów regulacyjnych i zatwierdzających produkcję perowskitowych ogniw słonecznych na dużą, komercyjną skalę, według EPFL. Jednak próby syntezy perowskitów nierozpuszczalnych w wodzie i niezawierających ołowiu doprowadziły do powstania ogniw o słabej wydajności.

Szerokie zastosowania badań

Ponieważ to samo podejście może być wykorzystane do budowy innych funkcjonalnych fotodetektorów, EPFL przewiduje, że szeroka społeczność badaczy i ośrodków badawczo-rozwojowych pracujących nad różnymi ogniwami słonecznymi i urządzeniami LED wdroży je w swoich prototypach.