Perovskiiteiksi tunnetuista materiaaleista valmistetut aurinkokennot ovat saavuttamassa perinteisten piipohjaisten aurinkokennojen tehokkuutta. Samalla neovat piipohjaisia kennoja edullisempia. Nyt Linköpingin yliopiston tutkijat ova onnistuneet ratkaisemaan perovskiittikalvojen suurimman ongelman.
Perovskiitit ovat kiteisiä materiaaleja, joilla on valtava potentiaali auttaa ratkaisemaan maailman energiapulaa. Ne ovat halpoja valmistaa, korkea hyötysuhde ja pieni paino. Perovskiittiset aurinkokennot voivat kuitenkin hajota nopeasti, eikä ole ollut mahdollista rakentaa korkeatehoisia perovskiittipohjaisia aurinkokennoja, joilla on vaadittu stabiilisuus.
- Näyttää siltä, että perovskiittipohjaisissa aurinkokennoissa on olemassa kompromissi korkean hyötysuhteen ja vakauden välillä. Tehokkailla perovskiittisilla aurinkokennoilla on taipumus olla alhainen vakaus ja päinvastoin, sanoo Tiankai Zhang, yksi Science-lehdessä julkaistun artikkelin päätekijöistä.
Kun aurinkoenergia muunnetaan sähköksi perovskiittipohjaisissa aurinkokennoissa, tarvitaan yleensä yksi tai useampi varauksensiirtokerros. Nämä sijaitsevat suoraan perovskiittikerroksen vieressä aurinkokennossa. Orgaaniset varauksensiirtokerrokset tarvitsevat usein apumolekyylejä toimiakseen tarkoitetulla tavalla. Materiaalia kuvataan "seostetuksi".
Yksi seostettu kuljetuskerros nimeltä Spiro-OMeTAD on vertailukohta perovskiittisissa aurinkokennoissa ja tarjoaa ennätyksellisen tehon muunnostehokkuuden. Mutta nykyinen menetelmä, jota käytetään Spiro-OMeTADin seostamiseen, on hidas ja aiheuttaa perovskiittisten aurinkokennojen vakausongelman.
- Olemme nyt onnistuneet eliminoimaan kehitystä jarruttaneen kompromissin käyttämällä uutta Spiro-OMeTADin seostamista. Tämä mahdollistaa sekä korkean hyötysuhteen että hyvän vakauden, Tiankai Zhang sanoo.
Tutkija Feng Wangin mukaan perovskiittipohjaisia aurinkokennoja voidaan käyttää monin tavoin ja niillä on monia käyttökohteita. - Yksi perovskiittien käytön etu on, että valmistetut aurinkokennot ovat ohuita, mikä tarkoittaa, että ne ovat kevyitä ja joustavia. Ne voivat olla myös puoliksi läpinäkyviä. Perovskiittipohjaisia aurinkokennoja olisi mahdollista levittää esimerkiksi suuriin ikkunoihin tai rakennusten julkisivuihin. Piipohjaiset aurinkokennot ovat liian raskaita käytettäväksi tällä tavalla, Feng Wang sanoo.
Erittäin hyvällä hyötysuhteella lämpöenergiaa tuottava tai poistava ilmalämpöpumppu yleistyy edelleen kaikkialla maailmassa. Toshiba on kehittänyt suunnittelijoiden avuksi pitkälle integroidun referenssimallin, jonka pohjalta on helppo rakentaa hyvin energiatehokas lämpöpumppu optimoiduin kustannuksin.
