SAMSUNG_112022 Advertisement SAMSUNG_112022 Advertisement SAMSUNG_112022 Advertisement

Perovskitový tandemový solárny článok dosiahol rekordnú účinnosť

0

Inžinieri z Torontskej univerzity vyvinuli nový solárny článok s rekordným napätím a (pravdepodobne) rekordnou účinnosťou pri tomto druhu. Čisto perovskitový tandemový solárny článok využíva dve vrstvy perovskitu, ktoré zbierajú rôzne vlnové dĺžky svetla, a špeciálnu povrchovú úpravu, ktorá znižuje stratu energie. V oblasti fotovoltiky je perovskit obzvlášť sľubný materiál.

Nielenže skvele absorbuje energiu zo slnečného žiarenia, ale je tenší, ľahší, flexibilnejší ako kremík a jeho výroba je jednoduchšia a lacnejšia. Čo sa týka účinnosti perovskitu, tá sa za niečo vyše 10 rokov výrazne zvýšila – z menej ako 4 % v roku 2009 na viac ako 25 % v roku 2021, čím teraz konkuruje kremíku. Ešte lepšie to funguje v takzvaných tandemových bunkách, kde sú na seba naukladané viaceré vrstvy materiálov, aby sa zbierali rôzne vlnové dĺžky slnečného svetla.

Napríklad tandemové solárne články perovskit – kremík nedávno prekonali míľnik účinnosti 30 %. V novej štúdii tím inžinierov vytvoril a otestoval celoperovskitový tandemový solárny článok. Hrúbku a chemické zloženie materiálu možno upraviť tak, aby využíval rôzne časti slnečného spektra, takže v jednom zariadení sa dajú skombinovať dve rôzne verzie materiálu. V tomto prípade má vrchná perovskitová vrstva širšiu pásmovú medzeru, ktorá dobre absorbuje ultrafialovú časť spektra, ako aj časť viditeľného svetla.

Predplatné NEXTECH 2021

Spodná vrstva má úzku pásmovú medzeru, ktorá je naladená viac na infračervenú časť spektra. Týmito dvoma vrstvami sa pokrýva väčšia časť spektra, než by bolo možné s kremíkom. Pri použití tohto dizajnu tím oznámil, že solárny článok s plochou 1 cm2 dosiahol maximálnu účinnosť 27,4 %, čo by bol rekord pre tento typ a pôsobivý výkon pre akýkoľvek druh solárneho článku.  Nezávislá certifikácia NREL však zaznamenala účinnosť 26,3 %, čo je len o 0,1 % menej ako súčasný oficiálny rekord. Článok napriek tomu dosiahol nový rekord, a to v oblasti napätia.

Tím nameral napätie v otvorenom obvode 2,19 elektrónvoltu, čo je najvyššie napätie zo všetkých tandemových solárnych článkov s perovskitovou technológiou. Oba tieto výsledky sa dosiahli vďaka úpravám na rozhraní medzi perovskitovou vrstvou pohlcujúcou svetlo a vrstvou, ktorá odvádza elektróny. Tím zistil, že elektrické pole nie je konzistentné na celom povrchu perovskitu, čo znamená, že niektoré elektróny sa v obvode stratia. Pridali teda tenkú vrstvu tzv. 1,3-propándiamónia (PDA), ktorá vyrovnáva náboj povrchu. Výskum bol uverejnený v časopise Nature.

Zdroj: newatlas.com.

Redakcia

Všetky autorove články

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať