Nowy rekord świata w sprawności tandemowych ogniw słonecznych składających się z krzemowego dolnego ogniwa i perowskitowego górnego ogniwa po raz kolejny padł w HZB. Nowe tandemowe ogniwo słoneczne przetwarza na energię elektryczną 32,5% padającego na nie promieniowania słonecznego. Instytut certyfikujący European Solar Test Installation (ESTI) we Włoszech zmierzył ogniwo tandemowe i oficjalnie potwierdził tę wartość, która jest również zawarta w tabeli NREL technologii ogniw słonecznych, prowadzonej przez National Renewable Energy Lab, USA.
Jak zapewniają naukowcy z HZB, możliwe jest jeszcze znaczne poprawienie wydajności tandemowych ogniw słonecznych perowskit/krzem.
– To naprawdę duży krok naprzód, którego nie przewidzieliśmy kilka miesięcy temu. Wszystkie zespoły zaangażowane w HZB, zwłaszcza PV Competence Center (PVComB) i zespoły laboratoryjne HySPRINT Innovation, współpracowały z powodzeniem i z pasją – mówi prof. Steve Albrecht.
Modyfikacje interfejsu
Zespół zastosował zaawansowaną kompozycję perowskitu z bardzo inteligentną modyfikacją interfejsu. Główni autorzy, Silvia Mariotti i Eike Köhnen z zespołu Albrechta, opracowali modyfikację interfejsu w celu zmniejszenia strat związanych z rekombinacją nośników ładunku i zastosowali szczegółową analizę, aby zrozumieć specyficzne właściwości modyfikacji interfejsu. Udoskonalenia te zostały następnie pomyślnie wdrożone w tandemowych ogniwach słonecznych w połączeniu z dalszymi ulepszeniami optycznymi.
W sumie modyfikacje interfejsu i optyki umożliwiły uzyskanie najwyższych fotonapięć (napięcie obwodu otwartego) i zaowocowały nowym rekordem wydajności w niezwykłej technologii tandemowej.
Szybki postęp
W ostatnich latach różne instytuty badawcze i firmy pracują nad wzrostem wydajności ogniw słonecznych. Szczególnie ostatni miesiąc był dość obiecujący w tej materii: różne zespoły z HZB osiągnęły rekordową wartość pod koniec 2021 r. z wydajnością 29,8%, zrealizowaną przez okresowe nanotekstury. Niedawno, latem 2022 r., Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne w Szwajcarii po raz pierwszy zgłosiła certyfikowane ogniwo tandemowe o sprawności powyżej granicy 30% na poziomie 31,3%, co stanowi niezwykły skok wydajności w stosunku do wartości z 2021 r.
Z nową, certyfikowaną wartością 32,5% rekord ponownie powrócił do HZB.
– Jesteśmy zadowoleni, ponieważ nowy wynik pokazuje, że technologia tandemowa perowskit/krzem jest bardzo obiecująca, jeśli chodzi o wkład w zrównoważone dostawy energii – mówi Albrecht.
– Sprawność ogniw słonecznych tandemów HZB na poziomie 32,5% mieści się obecnie w zakresach osiąganych wcześniej tylko przez drogie półprzewodniki III/V. Wykres NREL wyraźnie pokazuje, jak spektakularne są dwa ostatnie wzrosty z EPFL i HZB – podkreślił dyrektor naukowy HZB, prof. Bernd Rech.
Źródło: Helmholtz Zentrum Berlin