Kolejny krok w rozwoju tandemowych ogniw fotowoltaicznych

Badacze z Arabii Saudyjskiej opracowali perowskitowo-krzemowe ogniwo słoneczne z teksturowaną warstwą krzemową dla bardziej intensywnego wychwytywania światła. Opracowane ogniwo tandemowe ma sprawność 28,1 proc.

W uzyskaniu wysokiej sprawności tandemowych ogniw perowskitowo-krzemowych trudność sprawia m.in. zjawisko odbijania części padającego promieniowania świetlnego na powierzchni ogniwa. Maksymalizacja jego koncentracji poprzez zmniejszenie ilości światła odbitego jest jednym ze sposobów na osiągnięcie wyższej sprawność tandemowego ogniwa i większy uzysk energii.

Odpowiednie teksturowanie

Prace nad takim ogniwem podjęli badacze z Uniwersytetu Nauki i Technologii Króla Abdullaha (KAUST) w Arabii Saudyjskiej. Opracowali tandemowe ogniwo słoneczne, w którym zastosowali proces teksturyzacji płytki krzemowej, aby zmniejszyć zjawisko odbicia promieniowania świetlnego. Użyli alkalicznych roztworów, za pomocą których doprowadzili do zjawiska tzw. losowo rozmieszczonych „piramid”. Odzwierciedlili w ten sposób proces teksturyzacji ogniwa krzemowego, co pozwoliło na zmniejszenie odbicia padającego światła i tym samym zwiększenie ilości światła wychwytywanego. Konsekwencją tego było zwiększenie prądu wyjściowego oraz gęstości energii.

REKLAMA

Tandemowe ogniwo z zaimplementowaną teksturyzowaną warstwą krzemową zostało poddane pomiarom. Badacze zarejestrowali: sprawność na poziomie 28,1 proc., napięcie obwodu otwartego 1851 mV, prąd zwarciowy 18,9 mA/cm2 i współczynnik wypełnienia 80,1 proc.

Jednocześnie naukowcy zaznaczają, że oprócz teksturyzacji płytki krzemowej ważną rolę w uzyskaniu wyniku końcowego odegrał odpowiednio dostosowany do nowych warunków proces nałożenia warstwy perowskitowej.

REKLAMA

Opracowany proces przedstawiony został w pracy naukowej opublikowanej w czasopiśmie „Advanced Energy Materials”.

Niemcy podnoszą poprzeczkę

Sprawność uzyskanego przez badaczy z Arabii Saudyjskiej ogniwa wciąż nie dogoniła wyniku, który niedawno został opublikowany przez niemieckich badaczy z Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Opracowane przez nich tandemowe ogniwo fotowoltaiczne wykazało sprawność 32,5 proc. Kluczową modyfikacją okazało się zastosowanie zaawansowanej kompozycji perowskitu oraz inteligentnej modyfikacji interfejsu. Pozwoliło to zmniejszyć straty związane z rekombinacją ładunku, a tym samym podnieść sprawność końcową ogniwa.