Sprawność ogniwa fotowoltaicznego przebiła 30 proc. dzięki perowskitom
Naukowcy ze szwajcarskiego instytutu EPFL opracowali ogniwo fotowoltaiczne łączące warstwy krzemu i perowskitu, którego sprawność wyraźnie przekroczyła 30 proc., dochodząc do poziomu nieosiągalnego dla tradycyjnych, jednowarstwowych ogniw złożonych wyłącznie z warstwy krzemu krystalicznego.
Szwajcarski ośrodek z politechniki w Lozannie zajmujący się fotowoltaiką (EPFL) – pionier w badaniach nad wykorzystaniem perowskitów w fotowoltaice – pochwalił się świetnym osiągnięciem w zakresie sprawności tandemowego ogniwa łączącego warstwę perowskitową z tradycyjnie stosowanym w fotowoltaice krzemem krystalicznym.
Wynik osiągnięty przez szwajcarskich naukowców potwierdza, jak duży potencjał tkwi w zastosowaniu perowskitów w tandemie z krzemem. Osiągnięte sprawności mogą być wyraźnie wyższe niż te osiągane na ogniwach zawierających tylko pojedynczą warstwę krzemu. Ogniwa perowskitowe mogą być atrakcyjne dla rynku – nawet jeśli warstwa perowskitowa będzie ulegać szybszej degradacji, tracąc swoje początkowe możliwości konwersji promieniowania słonecznego na energię elektryczną.
Rekordowe sprawności ogniw zawierających tylko pojedynczą warstwę krzemu wynoszą obecnie niewiele ponad 26 proc., a teoretyczne maksimum dla tej technologii to około 29 proc.
.gif)
Granica 30 proc. była już przekraczana w przypadku ogniw wielozłączowych, zawierających różne warstwy półprzewodników, jednak szerokie zastosowanie tego rodzaju ogniw uniemożliwiały wysokie koszty.
Inaczej ma być z ogniwami zawierającymi tanie w produkcji warstwy perowskitowe, którymi zajmuje się EPFL. Teraz naukowcom ze Szwajcarii udało się opracować ogniwo perowskitowo-krzemowe, którego sprawność wyniosła 31,25 proc., i jest to wynik wyraźnie lepszy od poprzedniego rekordu wynoszącego 29,8 proc. i ogłoszonego przez niemiecki instytut Helmholtz Zentrum Berlin w ubiegłym roku.
– Pokonaliśmy psychologiczną barierę. Granica 30 proc. była już przekraczana dzięki innym materiałom, głównie półprzewodnikom z grup III–V, jednak te materiały i procesy wykorzystane do ich zastosowania są zbyt drogie, aby rozwijać transformację energetyczną – ogniwa wykonane z ich udziałem są tysiąc razy droższe od ogniw krzemowych. Nasze wyniki są pierwszymi, które pokazują, że bariera 30 proc. może zostać przekroczona z wykorzystaniem tanich materiałów i procesów, które mogą otworzyć nowe perspektywy dla fotowoltaiki – komentuje Christophe Ballif z EPFL.
Rekordowa sprawność szwajcarskiego ogniwa została zmierzona w testach przeprowadzonych przez amerykański renomowany instytut National Renewable Energy Laboratory (NREL). Rekordowe ogniwo miało jednak stosunkowo niewielkie rozmiary (1 cm2).
Nad zastosowaniem perowskitów do produkcji energii pracuje także NREL, które ostatnio opublikowało wyniki swoich najnowszych badań w tej dziedzinie.
Naukowcy z NREL odkryli, że ogniwo z cynowo-ołowiowych folii perowskitowych może osiągnąć sprawność konwersji na poziomie 25,5 proc. Co istotne, ich tandemowa konstrukcja z dwoma warstwami perowskitów zachowała 80 proc. swojej maksymalnej sprawności po 1500 godzinach ciągłej pracy, czyli po ponad 62 dniach.
Więcej na ten temat w artykule: Przełom w technologii perowskitowych ogniw słonecznych.
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
