Obetaven, vendar občutljiv material
Sončna celica mora svetlobo sprejemati, jo pretvarjati v elektriko in več let vzdržati vlago, kisik ter toploto. dobro izpolnjujejo prvi del naloge, dolga življenjska doba pa ostaja izziv. Kositrove različice so zanimive, ker v plasti za vpijanje svetlobe ne potrebujejo svinca. Toda kositer v teh spojinah zlahka oksidira in material postopoma izgublja uporabne lastnosti.
Kako deluje sončna celica?
Fotoni svetlobe v polprevodniku sprostijo električne nosilce, ki jih plasti naprave usmerijo v električni tok. ni ena sama kemikalija, temveč skupina kristalnih zgradb, katerih sestavo je mogoče spreminjati. Kositrove celice niso enake znanim silicijevim modulom; raziskovalci še iščejo pravo ravnovesje med učinkovitostjo, obstojnostjo in izdelavo. Laboratorijski dosežek zato ni enakovreden že množično preizkušenemu izdelku.
Dennis Schroeder / NREL · Viri ↗ · Pogoji uporabe slike ↗
Zaščita od znotraj
Raziskovalci Univerze Wisconsin–Madison so uporabili molekulo 4ClPEA, ki pomaga oblikovati zaščitne plasti v samem kositrovem . Primerjava z dežnim plaščem je uporabna, čeprav ne gre za kos oblačila ali preprosto zunanjo folijo. Molekule vplivajo na meje med kristalnimi deli in na poti, po katerih okolje doseže občutljive dele. Tako se lahko počasneje slabšajo lastnosti materiala, pomembne za gibanje električnega naboja.
Kaj povedo meritve?
Prototip je dosegel 16,2-odstotni izkoristek pretvarjanja svetlobe v elektriko. Po 1600 urah v suhem zraku je ohranil več kot 95 odstotkov začetne učinkovitosti. V drugem preizkusu je po 1000 urah neprekinjene osvetlitve pri približno 55 stopinjah Celzija ohranil okoli 80 odstotkov. Ti pogoji niso povsem enaki letom dežja, temperaturnih sprememb in mehanskih obremenitev na strehi. Rezultate je treba brati kot natančno omejene laboratorijske meritve.
Sevhab / Wikimedia Commons · Viri ↗ · Pogoji uporabe slike ↗
Kaj sledi?
Pred široko uporabo bo treba preizkusiti večje površine, ponovljivost izdelave, delovanje na prostem in stroške. Tudi oznaka »brez svinca« ne pomeni, da imajo vsi sestavni deli naprave samodejno zanemarljiv vpliv na okolje. Raziskava pa pokaže pomembno strategijo: občutljiv material lahko izboljšamo že pri sestavljanju njegove kristalne strukture. To je korak k stabilnejšim solarnim celicam, ne napoved njihove skorajšnje zamenjave silicija.
Pojmi
je družina materialov s sorodno kristalno zgradbo. Izkoristek pretvorbe pove, kolikšen del vpadne svetlobne energije postane električna energija.
