Na łamach periodyku Optics Communications pojawił się artykuł autorstwa naukowców z Politechniki MMM w Gorakhpur (Indie), w którym opisano nowy rodzaj ogniw słonecznych. Chodzi dokładnie o moduły tandemowe składające się z dwóch głównym komponentów: górnego półogniwa CIGS oraz dolnego półogniwa SWCNT. Brzmi to dla nas kompletnie obco? A nie powinno.
Czytaj też: Tak wydajnych ogniw słonecznych nikt dotąd nie robił. Ich skład jest mocno podejrzany
O ogniwach typu CIGS już wiele razy wspominaliśmy w Chip.pl. Jest to technologia elektrofotochemiczna bazująca na absorberze z miedzi, indu, galu i selenu. Takie ogniwa potrafią osiągać wydajność powyżej 20 proc., jak również charakteryzują wysokim stopniem pochłanialności światła, dużą elastycznością i względną prostotą budowy. Nowością natomiast są ogniwa SWCNT, które oparte są na jednościennym absorberze zbudowanym z nanorurki węglowej (ang. single-walled carbon nanotube, SWCNT) i do tej pozostawały w cieniu wielu innych kuzynów z branży.
Takich ogniw słonecznych jeszcze nie było. Wydajność urządzenia powala
Indyjscy naukowcy zaprojektowali urządzenie, które łączy obie powyższe technologie i ma charakter tandemowy. Górny komponent stanowiło ogniwo CIGS o paśmie wzbronionym 1,18 eV, a dolny SWCNT o paśmie 1,24 eV. Grubość obydwu elementów wynosiła 2000 nanometrów (0,02 milimetra). Jakie parametry pracy urządzenia uzyskano finalnie w wyniku połączenia?
Czytaj też: Chiny wyciągają asa z rękawa. Ten typ ogniw słonecznych wkrótce zyska na popularności
Autorzy badań podają dane osobno dla każdego z półogniwa, jak i zbiorcze. Nas najbardziej interesuje tutaj łączna sprawność konwersji energii. W wyniku zastosowania komponentu CIGS o wydajności 22,82 proc. i nanorurek węglowych o wydajności 16,05 proc. otrzymano finalny rezultat w postaci 38,91 proc. sprawności! Jest to absolutny rekord, jeśli chodzi o wydajność ogniw słonecznych. Ani perowskitowe, ani inne tandemowe moduły projektowane przez inne zespoły badawcze nie były w stanie osiągnąć takiej wartości.
Zanim jednak zaczniemy zbierać ręce od oklasków, to trzeba wspomnieć o bardzo istotnym elemencie badań indyjskich naukowców. Ich praca nie polegała na skonstruowaniu fizycznego modelu tandemowa ogniwa CIGS-SWCNT… Zaprojektowali oni jedynie hipotetyczne urządzenie, posiłkując się znanym programem SCAPS-1D, który służy do tworzenia modeli za pomocą metod numerycznych.
Czytaj też: Podwoją wydajność ogniw słonecznych? Nowy materiał zapewnia niesamowite wyniki
Nie zważając na ten “drobny” niuans, doniesienia z Indii są wciąż bardzo ciekawe, ponieważ pierwszy raz dowiedzieliśmy się o tak niszowej konstrukcji ogniw. Jak widzimy, może ona być bardzo obiecująca pod względem dalszych badań, ale już na żywym modelu.
