Czym są perowskity?

Od niedawna w branży nowych technologii zaczęło być głośno o perowskitach. Nazwa najprawdopodobniej nie kojarzy się nikomu poza geologami. Tymczasem ten minerał zbudził żywe zainteresowanie dzięki technologii opracowanej w Polsce. To dodatkowy powód, dla którego warto przyjrzeć się mu z bliska.

Kiedy i kto wynalazł perowskity?

Perowskity to minerały znane nam od blisko dwustu lat. Odkrył je w 1839 roku niemiecki mineralog oraz chemik podczas swojej podróży na Ural. Nazwał je na cześć swojego kolegi po fachu, Lwa Pierowskiego.

Odkrycie nie było jednak szczególnie owocne. Perowskity w przyrodzie nie przewodzą prądu, przez co mają bardzo ograniczone zastosowanie. Dopiero ich obróbka w laboratorium może sprawić, że nabiorą nowych właściwości.

Perowskity w panelach fotowoltaicznych

Przełomem okazały się dopiero badania Henry’ego Snaitha z 2012 roku. W ich wyniku powstały ogniwa fotowoltaiczne o sprawności w wytwarzaniu energii elektrycznej sięgającej 10%. Jeśli chodzi o perowskity wydajność na tym poziomie okazała się możliwa tylko dzięki zamianie minerału w postaci elektrolitu jego polimerowym odpowiednikiem.

Niecałą dekadę później udało się znaleźć fascynujące zastosowanie minerału. To zasługa polskiej fizyczki, dr Olgi Malinkiewicz. Opracowała ona metodę eliminującą tlenek tytanu z produkcji oraz obniżają temperaturę wymaganą do przeprowadzenia zakończonego sukcesem procesu. A to niejedyne ciekawe właściwości, jakich nabrał perowskit dzięki odkryciu naszej rodaczki.

Zasada działania perowskitów

Opracowane przez Polkę perowskity występują w formie… płynnej. Można więc nadrukowywać je na dowolne powierzchnie w procesie mokrej chemii. Praktycznie nie ma żadnych ograniczeń. Perowskity da się nadrukować na szyby, dachówki, elewacje budynków, karoserie samochodów, a nawet ubrania, np. czapki z daszkiem.

Jak to jest w ogóle możliwe? Jeśli chodzi o perowskity mechanizm działania jest stosunkowo prosty. Posiadają one naturalną zdolność pochłaniania światła wyraźnie lepszą od krzemu, a jednocześnie nie potrzebują do tego tak grubej warstwy. Wystarczy ok. 300 nm, aby pochłaniać światło widzialne o długości fal w zakresie od 300 do 800 nm.

Przyszłość perowskitów oraz wytwarzanych z ich wykorzystaniem paneli

Naukowcy przewidują, że w przyszłości da się podnieść sprawność hybrydowych perowskitów (z zawartością krzemu) w ogniwach z 29% do 35%. Jednak nawet teraz trudno o lepsze rozwiązanie. Niestety potrzebne są dalsze badania i inwestycje. Perowskity oraz wytwarzane z ich wykorzystaniem panele zrewolucjonizują rynek fotowoltaiki – a wraz z nim zmienią świat – dopiero wtedy, gdy naukowcy opracują sposób na ich stabilizację, a przedsiębiorstwa przekonają się do nowej technologii. Nie mniejsze znaczenie będzie mieć dalsze obniżanie kosztów produkcji.

W kwestii takiej, jak perowskity panele niewątpliwie stanowią przyszłość. Dlatego część firm decyduje się na inwestycję w nie już dziś. A to może im nie tylko szybko zwrócić poniesione koszty, ale też zwiększyć konkurencyjność.