Zwiększenie wydajności ogniw słonecznych w celu osiągnięcia niezależności od paliw kopalnych jest głównym celem badań nad ogniwami słonecznymi. Zespół kierowany przez fizyka dr Felixa Langa z Uniwersytetu w Poczdamie, wraz z prof. Lei Mengiem i prof. Yongfangiem Li z Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie, pomyślnie zintegrował perowskit z absorberami organicznymi, aby opracować tandemowe ogniwo słoneczne, które osiąga rekordowe poziomy wydajności, jak donosi czasopismo naukowe Nature.
Podejście to polega na połączeniu dwóch materiałów, które selektywnie pochłaniają krótkie i długie fale — konkretnie niebieskie/zielone i czerwone/podczerwone obszary widma — optymalizując w ten sposób wykorzystanie światła słonecznego. Tradycyjnie najskuteczniejsze komponenty pochłaniające czerwone/podczerwone w ogniwach słonecznych pochodzą z konwencjonalnych materiałów, takich jak krzem lub CIGS (miedź, ind, gal, selenek). Jednak materiały te zazwyczaj wymagają wysokich temperatur przetwarzania, co skutkuje znacznym śladem węglowym.
W swojej ostatniej publikacji w czasopiśmie Nature, Lang i jego współpracownicy łączą dwie obiecujące technologie ogniw słonecznych: perowskitowe i organiczne ogniwa słoneczne, które można przetwarzać w niższych temperaturach i które mają mniejszy wpływ na emisję dwutlenku węgla. Osiągnięcie imponującej wydajności na poziomie 25,7% dzięki tej nowej kombinacji było trudnym zadaniem, jak zauważył Felix Lang, który wyjaśnił: „To przełomowe osiągnięcie było możliwe tylko dzięki połączeniu dwóch znaczących postępów”. Pierwszym przełomem była synteza nowego organicznego ogniwa słonecznego pochłaniającego czerwone/podczerwone światło przez Menga i Li, które rozszerza jego zdolność absorpcji dalej w zakresie podczerwieni. Lang wyjaśnił dalej: „Jednak ogniwa słoneczne tandemowe napotykały ograniczenia z powodu warstwy perowskitu, która cierpi na znaczne straty wydajności, gdy jest zaprojektowana tak, aby pochłaniać głównie niebieskie i zielone segmenty widma słonecznego. Aby to przezwyciężyć, wdrożyliśmy nową warstwę pasywacyjną na perowskicie, która łagodzi wady materiałowe i poprawia ogólną wydajność ogniwa”.
Czas publikacji: 12-12-2024