Polka udoskonaliła produkcję perowskitów

Perowskity mają dużą szansę, by zastąpić krzem w ogniwach słonecznych. Dzięki nim elastyczne i cienkie ogniwa można będzie nanosić na ubrania czy plastik - uważa Olga Malinkiewicz, która opracowała prosty i tani sposób produkcji tego niezwykłego materiału.
 Polka udoskonaliła produkcję perowskitów
/ pixabay.com
Perowskity to grupa nieorganicznych związków chemicznych, które znane są już od XIX w. (swoją osobliwą nazwę zawdzięczając rosyjskiemu mineralogowi Lwu Perowskiemu). Jednak dopiero kilka lat temu odkryto, że stanowią one wymarzony materiał do produkcji ogniw słonecznych.

Perowskity występują w przyrodzie - np. w skałach, ale można je wytworzyć również w laboratorium.

Nie potrzeba do tego skomplikowanych urządzeń czy drogich materiałów. Gdybym się uparła, mogłabym je wytwarzać nawet w domu, w kuchni - mówi w rozmowie z PAP Olga Malinkiewicz, doktorantka z Uniwersytetu w Walencji, która opracowała prosty sposób produkcji tych związków.


Na razie w ogniwach słonecznych fotowoltaicznych stosowany jest przede wszystkim krzem, który nie jest materiałem bez wad. Przy produkcji krzemowych ogniw fotowoltaicznych potrzebne są wysokie temperatury - ok. 1000 st. C, a ogniw krzemowych nie można bezpośrednio nanosić na materiały elastyczne - takie jak tekstylia czy plastik.

Perowskity - podobnie jak krzem - pochłaniają światło widzialne (o długości 300-800 nm) w taki sposób, że można z nich odzyskiwać energię elektryczną. Do tego świetnie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach, dzięki czemu można je będzie nanieść sprayem na dowolne powierzchnie. Poza tym do ich wytwarzania nie są potrzebne wysokie temperatury. Substancję można więc będzie nanosić na dowolny materiał - odzież, plastik czy nawet papier. Ponadto warstwa tego materiału może być nawet 10 razy cieńsza niż warstwa krzemu (np. 200-300 nm).

Olga Malinkiewicz uważa, że możliwości wykorzystania ogniw słonecznych z perowskitami są niemal nieograniczone - w przyszłości można by było np. pokrywać nimi powierzchnie domów, ubrań czy urządzeń elektronicznych, które ładowałyby się dzięki energii słonecznej. Z perowskitów można tworzyć nawet półprzezroczyste warstwy.

Wyobraźmy sobie, że energię elektryczną będzie mogła produkować np. naklejka przyklejona na szybę - podaje przykład Malinkiewicz.


Perowskity są też w porównaniu z krzemem całkiem wydajnym źródłem energii. W ciągu ostatnich kilku lat - mimo że prace nad tym materiałem dopiero się zaczynają - udało się kilkakrotnie poprawić wydajność perowskitów tak, że jest już ona większa niż tzw. krzemu amorficznego, stosowanego w tańszych ogniwach krzemowych.

Olga Malinkiewicz opowiada, że kiedy zaczynała pracę nad perowskitami, sposób produkowania ogniw był bardzo skomplikowany - wytwarzać można je było tylko na grubym szkle, gdyż jeden z kluczowych elementów ogniwa, dwutlenek tytanu, uzyskiwano w temperaturze 500 st. C. W dodatku powstałe warstwy miały dużo defektów.

Warstwa perowskitów była bardzo brzydka - miała nie najlepsze własności. Dlatego trzeba było na nią położyć grubą warstwę innej - bardzo drogiej polimerowej substancji - opowiada rozmówczyni PAP.

Ja za to opracowałam technikę wytwarzania cienkiego filmu z perowskitów. Mój materiał był ciągły - nie było w nim defektów i był gładki jak stół. Niepotrzebne było pokrywanie go grubym polimerem czy wytwarzanie go na specyficznych podłożach - opisuje naukowiec.


Olga Malinkiewicz mówi, że perowskitami zajęła się niedawno - w wakacje ubiegłego roku. Kiedy do szefa jej laboratorium na Uniwersytecie w Walencji przyszła prośba od "guru" w zakresie fotowoiltaiki, Michaela Graetzela, aby wyprodukować perowskity w postaci gazowej, zadanie powierzono Malinkiewicz. Ona jako jedyna w grupie z laboratorium zajmowała się fotowoltaiką - reszta osób zajmowała się głównie diodami i materiałami emitującymi światło.

Badaczka przyznaje, że w swoich badaniach nad perowskitami używała "tego, co było w szufladzie", czyli materiałów przydatnych w stosowaniu diod. I tym razem przypadek przyczynił się do odkrycia. Okazało się, że materiały te były strzałem w dziesiątkę - dzięki ich zastosowaniu pod koniec wakacji miała już perowskity o świetnej wydajności (12 proc.).

Nie mogliśmy uwierzyć, że to takie proste - zaznacza badaczka.


Wyniki badań ukazały się w listopadzie ub.r. w czasopiśmie "Nature Photonics". Jej indywidualne badania pod koniec marca tego roku zostały nagrodzone podczas konferencji Photonics21.

Na razie perowskity udaje się wytwarzać na niewielkich powierzchniach - rekordowej wielkości materiał ma dopiero powierzchnię 1 cm x 1 cm. Nie są to więc jeszcze na tyle duże powierzchnie, by wykorzystywać perowskity w dużych ogniwach słonecznych. Jednak to dopiero początek badań nad tym materiałem.

Polskie laboratoria powinny wykorzystać szansę i włączyć się w badania nad perowskitami. W tych badaniach wszyscy zapewniony będą mieli równy start. Perowskity jest tysiąc razy prościej wytworzyć niż grafen. On w produkcji jest bardzo trudny, a perowskity - jak się okazuje - bajecznie proste - zaznacza doktorantka.


PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

 

POLECANE
Spotkanie Trump-Putin. Co ustalili przywódcy? polityka
Spotkanie Trump-Putin. Co ustalili przywódcy?

Donald Trump i Władimir Putin spotkali się na Alasce po raz pierwszy od dekady. Choć rozmowy określono jako „konstruktywne”, zabrakło przełomu – nie ogłoszono zawieszenia broni, a obaj przywódcy ograniczyli się do ogólnikowych deklaracji. Eksperci mówią wprost: to Putin wyszedł zwycięsko.

Tadeusz Płużański: Kibicom Maccabi Hajfa tylko u nas
Tadeusz Płużański: Kibicom Maccabi Hajfa

15 sierpnia 1940 r. do Auschwitz przybył pierwszy transport ludności z Warszawy. To głównie więźniowie Pawiaka oraz Polacy schwytani podczas ulicznych łapanek. Razem około 1600 osób. W nocy z 21 na 22 września 1940 r., w drugim transporcie z Warszawy, Niemcy przywieźli do obozu Auschwitz kolejnych więźniów.

Trump i Putin przy jednym stole. Trwa spotkanie przywódców z ostatniej chwili
Trump i Putin przy jednym stole. Trwa spotkanie przywódców

Na terenie bazy wojskowej Elmendorf-Richardson na Alasce rozpoczęło się spotkanie prezydenta USA Donalda Trumpa z przywódcą Rosji Władimirem Putinem oraz ich najbliższych doradców.

Spotkanie Trump-Putin. Prezydenci ruszyli na rozmowy Wiadomości
Spotkanie Trump-Putin. Prezydenci ruszyli na rozmowy

Prezydent USA Donald Trump i przywódca Rosji Władimir Putin przywitali się na płycie lotniska bazy Elmendorf-Richardson w Anchorage na Alasce.

Samolot Putina wylądował na Alasce z ostatniej chwili
Samolot Putina wylądował na Alasce

Rosyjski samolot rządowy z Władimirem Putinem na pokładzie wylądował w piątek w bazie Elmendorf-Richardson w Anchorage na Alasce. To pierwsza wizyta rosyjskiego prezydenta na amerykańskiej ziemi od 10 lat.

Tȟašúŋke Witkó: Za kilka miesięcy Polska znajdzie się w strefie zgniotu tylko u nas
Tȟašúŋke Witkó: Za kilka miesięcy Polska znajdzie się w strefie zgniotu

Komunistka z Niemieckiej Republiki Demokratycznej, Angela Dorothea Merkel, rozłożyła Niemcy – i, praktycznie, również Europę – w ciągu, raptem, 16 lat i 16 dni; misję zniszczenia rozpoczęła 22 listopada 2005 roku, a zakończyła 8 grudnia roku 2021. Kolejny kanclerz, Olaf Scholz, na pozostawionych przez nią gruzach zdołał wysiedzieć nieco ponad trzy lata, po czym – chcąc ratować resztki poparcia dla własnego ugrupowania – doprowadził do rozpisania nowych wyborów.

Trump i Putin spotkają się w większym gronie Wiadomości
Trump i Putin spotkają się w większym gronie

Zamiast planowanej na początku szczytu na Alasce rozmowy Donalda Trumpa i Władimira Putina w cztery oczy w pierwszym spotkaniu przywódców udział wezmą również sekretarz stanu Marco Rubio i specjalny wysłannik ds. Bliskiego Wschodu Steve Witkoff. Nie jest jasne, kto będzie w składzie rosyjskiej delegacji.

Air Force One Trumpa wylądował na Alasce z ostatniej chwili
Air Force One Trumpa wylądował na Alasce

Prezydent USA Donald Trump przybył na pokładzie Air Force One do bazy wojskowej Elmendorf-Richardson w Anchorage na Alasce.

Znana dziennikarka wyszła ze szpitala gorące
Znana dziennikarka wyszła ze szpitala

- Miejsce dzikuski jest w lesie. Pa, pa szpitalu, oczywiście: tfu, tfu, żeby nie zapeszać. Mówiłam, że ciężko jest się mnie pozbyć. Dzięki, że dodawaliście mi otuchy - napisała Agnieszka Burzyńska w mediach społecznościowych.

Zmiany w „M jak miłość” po wakacjach Wiadomości
Zmiany w „M jak miłość” po wakacjach

Serial „M jak miłość” od lat cieszy się ogromną popularnością na TVP2. Już od 25 lat przyciąga przed ekrany kolejne pokolenia widzów, którzy śledzą losy rodziny Mostowiaków i ich bliskich. Po wakacyjnej przerwie fani zastanawiają się, kiedy znów zobaczą swoje ulubione postacie.

REKLAMA

Polka udoskonaliła produkcję perowskitów

Perowskity mają dużą szansę, by zastąpić krzem w ogniwach słonecznych. Dzięki nim elastyczne i cienkie ogniwa można będzie nanosić na ubrania czy plastik - uważa Olga Malinkiewicz, która opracowała prosty i tani sposób produkcji tego niezwykłego materiału.
 Polka udoskonaliła produkcję perowskitów
/ pixabay.com
Perowskity to grupa nieorganicznych związków chemicznych, które znane są już od XIX w. (swoją osobliwą nazwę zawdzięczając rosyjskiemu mineralogowi Lwu Perowskiemu). Jednak dopiero kilka lat temu odkryto, że stanowią one wymarzony materiał do produkcji ogniw słonecznych.

Perowskity występują w przyrodzie - np. w skałach, ale można je wytworzyć również w laboratorium.

Nie potrzeba do tego skomplikowanych urządzeń czy drogich materiałów. Gdybym się uparła, mogłabym je wytwarzać nawet w domu, w kuchni - mówi w rozmowie z PAP Olga Malinkiewicz, doktorantka z Uniwersytetu w Walencji, która opracowała prosty sposób produkcji tych związków.


Na razie w ogniwach słonecznych fotowoltaicznych stosowany jest przede wszystkim krzem, który nie jest materiałem bez wad. Przy produkcji krzemowych ogniw fotowoltaicznych potrzebne są wysokie temperatury - ok. 1000 st. C, a ogniw krzemowych nie można bezpośrednio nanosić na materiały elastyczne - takie jak tekstylia czy plastik.

Perowskity - podobnie jak krzem - pochłaniają światło widzialne (o długości 300-800 nm) w taki sposób, że można z nich odzyskiwać energię elektryczną. Do tego świetnie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach, dzięki czemu można je będzie nanieść sprayem na dowolne powierzchnie. Poza tym do ich wytwarzania nie są potrzebne wysokie temperatury. Substancję można więc będzie nanosić na dowolny materiał - odzież, plastik czy nawet papier. Ponadto warstwa tego materiału może być nawet 10 razy cieńsza niż warstwa krzemu (np. 200-300 nm).

Olga Malinkiewicz uważa, że możliwości wykorzystania ogniw słonecznych z perowskitami są niemal nieograniczone - w przyszłości można by było np. pokrywać nimi powierzchnie domów, ubrań czy urządzeń elektronicznych, które ładowałyby się dzięki energii słonecznej. Z perowskitów można tworzyć nawet półprzezroczyste warstwy.

Wyobraźmy sobie, że energię elektryczną będzie mogła produkować np. naklejka przyklejona na szybę - podaje przykład Malinkiewicz.


Perowskity są też w porównaniu z krzemem całkiem wydajnym źródłem energii. W ciągu ostatnich kilku lat - mimo że prace nad tym materiałem dopiero się zaczynają - udało się kilkakrotnie poprawić wydajność perowskitów tak, że jest już ona większa niż tzw. krzemu amorficznego, stosowanego w tańszych ogniwach krzemowych.

Olga Malinkiewicz opowiada, że kiedy zaczynała pracę nad perowskitami, sposób produkowania ogniw był bardzo skomplikowany - wytwarzać można je było tylko na grubym szkle, gdyż jeden z kluczowych elementów ogniwa, dwutlenek tytanu, uzyskiwano w temperaturze 500 st. C. W dodatku powstałe warstwy miały dużo defektów.

Warstwa perowskitów była bardzo brzydka - miała nie najlepsze własności. Dlatego trzeba było na nią położyć grubą warstwę innej - bardzo drogiej polimerowej substancji - opowiada rozmówczyni PAP.

Ja za to opracowałam technikę wytwarzania cienkiego filmu z perowskitów. Mój materiał był ciągły - nie było w nim defektów i był gładki jak stół. Niepotrzebne było pokrywanie go grubym polimerem czy wytwarzanie go na specyficznych podłożach - opisuje naukowiec.


Olga Malinkiewicz mówi, że perowskitami zajęła się niedawno - w wakacje ubiegłego roku. Kiedy do szefa jej laboratorium na Uniwersytecie w Walencji przyszła prośba od "guru" w zakresie fotowoiltaiki, Michaela Graetzela, aby wyprodukować perowskity w postaci gazowej, zadanie powierzono Malinkiewicz. Ona jako jedyna w grupie z laboratorium zajmowała się fotowoltaiką - reszta osób zajmowała się głównie diodami i materiałami emitującymi światło.

Badaczka przyznaje, że w swoich badaniach nad perowskitami używała "tego, co było w szufladzie", czyli materiałów przydatnych w stosowaniu diod. I tym razem przypadek przyczynił się do odkrycia. Okazało się, że materiały te były strzałem w dziesiątkę - dzięki ich zastosowaniu pod koniec wakacji miała już perowskity o świetnej wydajności (12 proc.).

Nie mogliśmy uwierzyć, że to takie proste - zaznacza badaczka.


Wyniki badań ukazały się w listopadzie ub.r. w czasopiśmie "Nature Photonics". Jej indywidualne badania pod koniec marca tego roku zostały nagrodzone podczas konferencji Photonics21.

Na razie perowskity udaje się wytwarzać na niewielkich powierzchniach - rekordowej wielkości materiał ma dopiero powierzchnię 1 cm x 1 cm. Nie są to więc jeszcze na tyle duże powierzchnie, by wykorzystywać perowskity w dużych ogniwach słonecznych. Jednak to dopiero początek badań nad tym materiałem.

Polskie laboratoria powinny wykorzystać szansę i włączyć się w badania nad perowskitami. W tych badaniach wszyscy zapewniony będą mieli równy start. Perowskity jest tysiąc razy prościej wytworzyć niż grafen. On w produkcji jest bardzo trudny, a perowskity - jak się okazuje - bajecznie proste - zaznacza doktorantka.


PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala


 

Polecane
Emerytury
Stażowe