Iš perovskito pagaminti saulės elementai efektyvumo požiūriu greitai pasiekė silicio pirmtakus, tačiau viena sritis, kurioje jie ir toliau atsilieka, yra gamybos greitis. Stanfordo universiteto mokslininkai sukūrė naują metodą, kaip pagaminti perovskitinius saulės elementus greičiau nei gaminti elementus iš silicio.
Iš perovskito pagaminti saulės elementai efektyvumo požiūriu greitai pasiekė silicio pirmtakus, tačiau viena sritis, kurioje jie ir toliau atsilieka, yra gamybos greitis. Stanfordo universiteto mokslininkai sukūrė naują metodą, kaip pagaminti perovskitinius saulės elementus iki 40 pėdų (12 m) per minutę greičiu. Tai dar greičiau nei gaminti elementus iš silicio.
„YouTube“ stopkadras
Silicis dominavo saulės elementų rinkoje dešimtmečius, tačiau pastaraisiais metais buvo spėjama, kad ši karūna bus iš jo išplėšta. Sparčiausiai augantis naujokas yra perovskitas, kurio efektyvumas išaugo nuo mažiau nei 4 proc. 2009 m. iki daugiau nei 20 proc. šių metų pradžioje, kai tuo tarpu ilgalaikis silicio rekordas – maždaug 25 proc. Tai taip pat potencialiai pigesnė ir energiją taupanti alternatyva.
Bet, žinoma, perovskitas nėra tobulas. Jis yra kur kas mažiau stabilus nei silicis, todėl gana sudėtinga gaminti urmu, o procese dažnai atsiranda trūkumų, dėl kurių elementai greičiau suyra. Dabar Stanfordo mokslininkai teigia sukūrę naują būdą, kaip praktišku greičiu pagaminti naudingą kiekį stabilaus pervoskito.
Komanda naują metodą vadina greito purškimo plazmos apdorojimu, kuris atliekamas naudojant robotą su dviem purkštukais – pirmasis purškia skystą perovskito pirmtakų (prekursorių) mišinį ant stiklo lakšto, tada antrasis purkštukas skystį išpurškia plazma, kuri greitai paverčia jį į ploną perovskito plėvelę.
Taikydama šį metodą, komanda sako, kad perovskito plėvelę galima gaminti 40 pėdų (12 metrų) per minutę greičiu. Tai taip pat turėtų būti pigu – mokslininkų skaičiavimais, modulius būtų galima pagaminti už maždaug 0,25 JAV dolerių už kvadratinę pėdą (0,09 kv. m), o tai yra maždaug dešimtadalis silicio kainos.
„Mes pasiekėme didžiausią pralaidumą iš visų saulės technologijų, – sako Nickas Rolstonas, tyrimo bendraautorius. – Jūs galite įsivaizduoti dideles stiklo plokštes, dedamas ant ritinėlių ir nuolat gaminamus perovskito sluoksnius tokiu greičiu, kokio dar nebuvo.“
Galutinio produkto efektyvumas taip pat siekia apie 18 proc., o po penkių mėnesių nepertraukiamo naudojimo moduliai vis dar veikia 15,5 proc. efektyvumu. Nors tai neblogi perovskito rezultatai, komanda teigia, kad kita svarbiausia kliūtis – rasti būdų elementams tarnauti kur kas naudingiau.
„Jeigu sugebėtume sukurti perovskito modulį, kuris tarnauja 30 metų, galėtume sumažinti elektros kainą mažiau nei 2 centais už kilovatvalandę, – sako Rolstonas. – Už tokią kainą perovskitus galėtume panaudoti didelio masto energijos gamybai. Pavyzdžiui, 100 megavatų saulės jėgainei.“
Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „Joule“, o komanda demonstruoja greito purškimo plazmos apdorojimo metodą žemiau esančiame vaizdo įraše:
