Na drodze do wzrostu popularności energii słonecznej w kontekście alternatyw dla paliw kopalnych stoją co najmniej dwa czynniki: problemy z magazynowaniem wyprodukowanej energii oraz stosunkowo niska wydajność ogniw wykorzystywanych w całym procesie. Wygląda jednak na to, że już wkrótce druga z tych trudności będzie mogła zostać skreślona z listy.
O jakiej skali problemu mowa? Większość dostępnych na rynku paneli słonecznych osiąga sprawność konwersji energii na poziomie 22%. Nie jest to powalająca wartość, lecz uzyskana przez inżynierów z Holandii – przekraczająca 30 procent – brzmi już znacznie lepiej. W realizacji tego celu pomogło urządzenie tandemowe wykorzystujące krzem oraz perowskit. Takie połączenie, składające się z mieszanki ogniw słonecznych na bazie dwóch różnych minerałów, znacznie lepiej radzi sobie z wykorzystywaniem widma słonecznego.
O ile ogniwa krzemowe mogą opierać się na spektrum widzialnym i podczerwonym, tak perowskitowe wykorzystują światło widzialne i ultrafioletowe, pomijając przy tym podczerwone. Chciałoby się więc powiedzieć, iż razem owe minerały mogłyby mieć wszystko. Co więcej, górne i dolne ogniwa mogą działać niezależnie, dzięki czemu istnieje możliwość instalacji tandemów dwupłaszczyznowych. W takich warunkach moc wyjściowa byłaby jeszcze wyższa.
Ogniwa słoneczne projektowane przez naukowców z Holandii wykorzystują krzem i perowskit
Wzrost wydajności jest imponujący: w czasie eksperymentów obejmujących półprzezroczyste ogniwo perowskitowe o wymiarach 3×3 mm wyniósł on 19,7%. Poniżej znajdowało się wtedy krzemowe ogniwo o wymiarach 20×20 mm. Tandem łączący krzem z perowskitem cechował się także wysoką przepustowością światła, którego podczerwone spektrum docierało do dolnej części urządzenia w 93 procentach. Ostateczny stopień konwersji energii wyniósł natomiast 30,1 procent, co jest rekordowym jak do tej pory wynikiem.
Czytaj też: Oto potencjalne źródło energii odnawialnej. Kolejny pomysł na walkę ze zmianami klimatu
Oczywiście pewnym ograniczeniem są niewielkie rozmiary ogniw. Z tego względu członkowie zespołu chcieliby zaprezentować swój pomysł w znacznie większej skali oraz dostosować opisywane podejście do masowej produkcji. Kiedy uda się zrealizować obie te kwestie, takie tandemowe ogniwa słoneczne mogłyby doprowadzić do prawdziwej rewolucji w świecie odnawialnych źródeł energii.
