Trwa wyścig w rozwoju tandemowych ogniw słonecznych
Międzynarodowe naukowe trio działające w sektorze fotowoltaicznym ogłosiło kolejne udoskonalenie tandemowego ogniwa wykorzystującego perowskity i krzem. Rynek wyraźnie przyspiesza na drodze do komercjalizacji tego typu rozwiązań.
Włoski koncern Enel Green Power, należący do niego producent ogniw i paneli 3Sun, a także francuski instytut INES-CEA (Narodowy Instytut Energii Słonecznej) poinformowały o opracowaniu nowego tandemowego ogniwa fotowoltaicznego na bazie krzemu i perowskitów. Komponent wykonano w architekturze PIN, jego sprawność wynosi 26,5 proc., a powierzchnia – 9 cm2.
Architektura PIN polega na ułożeniu kolejno warstwy „P”, czyli cienkiej warstwy zbudowanej z krzemu typu P, następnie warstwy „I”, czyli tzw. intristic layer (warstwa wewnętrzna), która może być zbudowana np. z wykorzystaniem perowskitu, i na koniec warstwy „N”, czyli cienkiej warstwy zbudowanej na bazie krzemu typu N. Taki układ ma pomagać w maksymalizacji wydajności zbierania nośników energii (elektronów oraz tzw. dziur).
Z udostępnionych informacji wiadomo, że napięcie obwodu otwartego (Voc) ogniwa wynosi 1880 mV. Ponadto przy jego tworzeniu zastosowano technikę korekcji cieniowania, co miało się przełożyć na poprawę wydajności.
Poprzednie wyniki sprawności ogłaszane przez INES wynosiły odpowiednio 24,9 proc. w kwietniu 2022 roku oraz 25,8 proc. w grudniu 2022 roku.
Rekordowe ogniwa PV
Osiągnięty przez międzynarodowy zespół wynik sprawności tandemowego ogniwa słonecznego nie jest rekordowy.
Kilka tygodni temu naukowcy z Arabii Saudyjskiej ogłosili opracowanie perowskitowo-krzemowego ogniwa solarnego z teksturowaną warstwą krzemową o sprawności 28,1 proc. To właśnie teksturowana część płytki krzemowej miała zmniejszyć zjawisko odbicia promieniowania słonecznego i przełożyć się na wyższą sprawność ogniwa. Charakteryzuje się ono napięciem obwodu otwartego na poziomie 1851 mV oraz współczynnikiem wypełnienia równym 80,1 proc.
Jak dotąd rekord sprawności tandemowego ogniwa słonecznego należy do naukowców z Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Opracowali oni tandemowe ogniwo PV o sprawności 32,5 proc. Najwyższy wynik w branży został niezależnie potwierdzony przez instytut certyfikujący European Solar Test Installation (ESTI) we Włoszech i już zamieszczony w tabeli NREL (National Renewable Energy Lab). Pokazuje ona rekordowe wartości sprawności ogniw osiągnięte przez poszczególne zespoły badawcze.
Obecny rekord (32,5 proc.) uzyskano dzięki zastosowaniu zaawansowanej kompozycji perowskitu i inteligentnej modyfikacji interfejsu, która pozwoliła zmniejszyć straty związane z rekombinacją ładunku.
Osiągnięty wynik daje naukowcom nadzieję, że technologia ogniw tandemowych może przesuwać granicę sprawności do poziomów, które do tej pory były osiągalne przy zastosowaniu niezwykle drogich technologii i półprzewodników III/V. Także dla tego typu ogniw udało się jak dotąd osiągnąć sprawność na poziomie 32,5 proc. Naukowcy z HZB pokazali jednak, że identyczny wynik można uzyskać z wykorzystaniem tańszych materiałów i technologii.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
Czekamy na wyroby.
Rozwój fotowoltaiki będzie możliwy po zmianie przepisów w Polsce w zakresie rozliczania się z energii wyprodukowanej – dostarczanej do energetyki zawodowej. Dopóki energetyka nie będzie inwestować w infrastrukturę techniczną zamiast drenować rynek energii żadnych postępów i rozwoju nie będzie.