Zespół badaczy z Universidad Autónoma de Querétaro w Meksyku oraz Komisji Energii Atomowej w Bangladeszu prowadził analizy nad hipotetycznym modelem zupełnie nowych ogniw słonecznych. Swoimi obserwacjami podzielili się na łamach Scietific Reports. Są one o tyle ciekawe, ponieważ dotyczą urządzeń produkujących energię ze słońca za pomocą absorbera zbudowanego m.in. ze srebra.
Czytaj też: Tych ogniw słonecznych nigdy nie będziemy mieć w ręce. Posłużą Amerykanom do innych celów
Naukowcy w swoich badaniach wykorzystali program SCAPS-1D autorstwa belgijskich uczonych. Służy on do szacowania pojemności ogniw słonecznych. Dzięki niemu wykazali, że cienkowarstwowe ogniwa oparte na absorberze (materiale pochłaniającym światło) z selenku srebra, baru i tytanu mogą osiągać bardzo wysoką sprawność konwersji energii.
Takich ogniw słonecznych jeszcze nie projektowano na świecie. Oni są pierwsi
Całkowita struktura urządzeń zaproponowana przez badaczy może przyprawić o zawrót głowy. Konstrukcja składa się ze szklanego podłoża pokrytego molibdenem, następnie z warstwy z diselenku molibdenu (MoSe2), potem ze wspomnianego absorbera o wzorze Ag2BaTiSe4. Kolejne są warstwa buforowa, powłoka z tlenku indu i cynku oraz tlenku cynku domieszkowanego glinem, aż wreszcie na samej „górze” mamy metalowy styk.
Czytaj też: Chiny wyciągają asa z rękawa. Ten typ ogniw słonecznych wkrótce zyska na popularności
Autorzy badań dużo czasu poświęcili w symulacjach nad odkryciem tego, jaki skład warstwy buforowej sprawi, aby ogniwo uzyskało najwyższą wydajność. W analizach przyglądali się siarczkowi magnezu, siarczkowi wapnia, siarczkowi strontu i siarczkowi baru. Okazało się, że tak naprawdę wydajność ogniw słonecznych zależy w dużej mierze od odpowiedniego stężenia MoSe2 i grubości absorbera. To drugie powinno mieścić się w przedziale od 0,5 do 1,6 mikrometra. Tak mikroskopijne wartości dają nam do zrozumienia, z jak ekstremalnie cienkimi ogniwami mamy do czynienia.
Czytaj też: Podwoją wydajność ogniw słonecznych? Nowy materiał zapewnia niesamowite wyniki
Finalnie wykazano, że sprawność konwersji energii w zależności od zastosowania konkretnej warstwy buforowej może wynosić od 28 do 30,23 proc. Jest to zdecydowanie więcej niż obecnie użytkowane krzemowe panele słoneczne, które w większości nie przekraczają 25 proc. wydajności. Niemniej w przypadku omawianej technologii wciąż krążymy wokół hipotetycznych modeli. Póki co przeprowadzono tylko teoretyczne symulacje. Konstrukcja skalowalnej wersji ogniw ukaże wszystkie ich zalety i wady. Naukowcy z Meksyku i Bangladeszu dodają, że kluczowe w utrzymaniu wysokiej wydajności ogniwa będą metody osadzania konkretnych warstw. Wszystko po to, aby zminimalizować pojawianie się różnych defektów na poszczególnych granicach międzyfazowych.
