Rekordowe tandemowe panele słoneczne nowej generacji cechuje niespotykany dotąd poziom konwersji
Wyniki badań niemieckiego zespołu złożonego z Thomasa Riedla z University of Wuppertal, specjalistów z Instytutu Chemii Fizycznej Uniwersytetu w Kolonii oraz partnerów z kilku innych uniwersytetów zostały opublikowane w dzienniku Nature pod tytułem “Perowskitowo-organiczne tandemowe ogniwa słoneczne z interkonektem z tlenku indu” (w tłumaczeniu). W tym opracowaniu możemy przeczytać o szczegółach tego, jak naukowcy opracowali tandemowe ogniwo słoneczne, które osiąga aż 24-procentową sprawność mierzoną na podstawie frakcji fotonów przekształcanych w energię elektryczną.
Czytaj też: Nokia wychodzi z Rosji i zostaje w Rosji. Ze względów humanitarnych
Ta wartość jest o tyle ważna, że jest to nowy rekord świata osiągnięty na poletku tandemowych ogniw słonecznych. Oznacza to, że te ogniwa słoneczne zamiast bazować wyłącznie na krzemowym półprzewodniku, łączą w sobie dwa alternatywne materiały absorpcyjne. W tym przypadku w grę wchodzą związki na bazie węgla, które w pewnych warunkach mogą przewodzić prąd elektryczny i perowskity oparte na związku halogenowo-ołowiowym, który ma doskonałe właściwości półprzewodzące.
Czytaj też: Chińskie samoloty w Europie. Dlaczego w Serbii wylądowało aż sześć ciężkich transportowców Y-20?
Obie te technologie wymagają znacznie mniej materiału i energii do produkcji niż konwencjonalne ogniwa krzemowe, co pozwala uczynić ogniwa słoneczne jeszcze bardziej ekologicznymi. Zresztą ogniwa krzemowe same w sobie są obecnie u kresu swojego rozwoju, co jeszcze bardziej akcentuje potrzebę zwrócenia się w stronę nowych technologii solarnych. Postawienie na te tandemowe pozwala absorbować szerszy zakres widma słonecznego, bo w opisywanych ogniwach perowskit odpowiada za absorpcję światłą w bliskiej podczerwieni, a półprzewodniki organiczne za pochłanianie ultrafioletowej i widzialnej części światła.
Czytaj też: Powstały nowe tranzystory, które mogłyby obniżyć zużycie energii światowej nawet o 5%
Po m.in. “zminimalizowaniu strat na styku materiałów wchodzących w skład ogniw słonecznych” naukowcom udało się zwiększyć początkową sprawność swoich ogniw z ~20 do niebywałych 24%, zapisując się na kartach historii. Wspomniane straty zminimalizowano z wykorzystaniem łączącego elektronicznie i optycznie interkonekta w postaci warstwy tlenku indu o grubości zaledwie 1,5 nanometra. Dalsze symulacje wykazały, że dzięki temu podejściu w przyszłości będzie można uzyskać ogniwa tandemowe o sprawności przekraczającej 30 procent.
