Нова техника обещава перовскитните слънчеви клетки да станат достъпни
Използването на перовскит – обещаващ нов кристален материал – в соларните клетки се радва на нарастващ интерес. Филмите с такова покритие показват отлични качества за преобразуване на светлината в електроенергия. Те са значително по-евтини за произвеждане в сравнение със силициевите пластини, използвани в стандартните фотоволтаични клетки.
Ефективността на перовскитните клетки се подобрила значително през годините, откакто са произведени за първи път през 2009 г. За този период учените постигнаха увеличаване на ефективността от смешните четири процента до сегашните 20%. И макар че това все още е по-малко от типичната 25% ефективност, характерна за клетките на база силициева пластина, общността смята, че по-нататъшното развитие и комерсиализацията на перовскитните клетки ще подобрят техните показатели.
Съществуващите методи за създаването на перовскитни клетки включват прилагането на топлина. Химическите вещества, използвани в процеса, първо се разтварят в разтвор. След това те се прилагат върху субстрат. После се използва силна топлина, която да изпари разтворителя, оставяйки тънък филм от перовскитни кристали върху подложката.
Техниките, които разчитат на прилагането на топлина, позволяват създаването на перовскитни клетки с размер около един квадратен сантиметър. За направата им се прилага нагряване до температура между 100 и 150°С . Процесът често води до образуване на неравномерно кристално покритие, което от своя страна създава малки дупчици в получения филм. А това накърнява ефективността.
За да се справят с тези проблеми, учените са приложили нов метод, известен като екстракция на разтворител чрез разтворител.
Методът започва с разтваряне на перовскитния материал в разтворител, наречен NMP. След това веществото се нанася върху субстрат – същият като в съществуващите техники. След това обаче, вместо прилагане на топлина върху субстрата, учените нанасят втори разтворител, известен като диетилов етер, който премахва NMP-разтворителя от сместа. Това позволява образуването на кристали, равномерно разпределени върху подложката. Те остават във вид на ултра-гладък филм.
Като се има предвид, че топлинните методи на създаване на перовскитни клетки отнемат минимум един час, SSE има голямо предимство, защото отнема само две минути. По този начин могат да се произвежда много по-тънки филми – само 20 нанометра (в сравнение с около 300 нанометра при съществуващите техники). Изработката става без появата на малките дупчици, типични за процеса с нагорещяване.
Клетките могат да се правят по-големи, отколкото тези при съществуващите методи – до няколко квадратни сантиметра. Тъй като не се прилага нагряване, кристалите могат да бъдат нанасяни върху почти всякакъв субстрат, включително полимери, които са чувствителни към топлина.
Възможността да се създадат по-тънки перовскитни клетки може да има и други ползи. Като има предвид, че по-дебелите перовскитни клетки са непрозрачни, а новият модел клетки са достатъчно тънки, за да бъдат частично прозрачни, те могат да бъдат използвани при покрития за прозорци, например. Процесът дори може да бъде променен с цел направата на цветни соларни клетки.
