Solárne články, ktoré premieňajú slnečnú energiu na elektrickú, patria do kategórie udržateľných zdrojov energie a sú v dnešnej dobe predmetom rozsiahleho výskumu. Z pohľadu materiálov a štruktúr existuje viacero schém. Medzi najatraktívnejšie patria anorganicko-organické hybridné perovskitové články, ktoré doshaujú účinnosť premeny viac ako 20 %. Takéto štruktúry skúma aj konzorcium kórejských, slovenských, českých, maďarských a poľských výskumných skupín, z ktorých každá je zameraná na riešenie špecifických cieľov. Stretli sa pri spoločnom projekte Bezolovnaté perovskitové solárne články s dlhodobou stabilitou (Pb-free Perovskite solar cells with Long-term stability).
Za slovenskú stranu je vedúcou riešiteľského kolektívu, ktorý sa skladá z výskumníkov Ústavu polymérov SAV a Fyzikálneho ústavu SAV, Ing. Mária Omastová, DrSc. (Ústavu polymérov SAV). Cieľom projektu je zlepšiť účinnosť konverzie svetelnej energie a stabilitu perovskitových solárnych článkov bez obsahu olova s použitím novej perovskitovej bezolovnatej aktívnej vrstvy, inovovaných vrstiev podporujúcich prenos elektrónov a dier a elektródy na báze uhlíkových nanoštruktúr.
RNDr. Eva Majková DrSc., vedúca skupiny z Fyzikálneho ústavu SAV vysvetľuje, že perovskitové solárne články sú momentálne top problematikou vo fotovoltaických štruktúrach. „V priebehu relatívne krátkeho času sa podarilo dosiahnuť účinnosti cez 20 %, čo je veľmi dobrý výsledok. Čo je dôležité, existujú reálne možnosti túto účinnosť zvyšovať. Solárne články, umiestnené v dnešnej dobe na strechách alebo poliach, sú spravidla z kryštalického kremíka, ktorý je ťažký, nemá vhodné mechanické vlastnosti, neumožňuje prípravu flexibilných panelov a jeho výroba je energeticky náročná. Preto sa intenzívne hľadá spôsob, ako nahradiť tento typ článkov niečím ľahším, s podobnou alebo vyššou účinnosťou, nízkonákladovou výrobou a možnoťou prípravy flexibilných článkov. Tieto požiadavky veľmi dobre spĺňajú solárne články na báze perovskitov.“ Ide aj o komerčne zaujímavé riešenia – ak by sa tieto perovskitové solárne články ukázali ako vhodné pre široké využitie, budú aplikované na stenách budov, na strechách, budú možné aj rôzne tzv. malé aplikácie, napr. pre turistov a pod.
Ako však podotkla odborníčka, je ešte veľa otvorených otázok a problémov, ktoré sa musia preskúmať. Ide o štruktúry, skladajúce sa z väčšieho počtu tenkých až veľmi tenkých vrstiev (napr. 20 nm). V takýchto štruktúrach je vždy problémom aj stabilita, čomu sa venujú aj výskumníci zo SAV. Projekt Bezolovnaté perovskitové solárne články s dlhodobou stabilitou skúma teda viaceré problematické aspekty vrátane toho, že súčasné bežné perovskity sú na báze olova. „No to nie je ten najvhodnejšíy prvok z hľadiska environmentalistiky. Hľadajú sa preto nové zúčeniny, ktoré neobsahujú olovo, to je hlavný cieľ projektu,“ hovorí RNDr. Eva Majková DrSc.
Trvanie projektu je v období 1. novembra 2017 – 31. októbra 2020, pričom momentálne ide o rozbiehajúcu sa fázu.
Odborný garant textu: RNDr. Eva Majková DrSc., vedúca skupiny z Fyzikálneho ústavu SAV
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Ilustračné foto: Pixabay.com
Uverejnila: VČ
