Nowe dwuwarstwowe ogniwa słoneczne z rekordem wydajności

Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) opracowali nowoczesne, wysoko wydajne ogniwa cienkowarstwowe, które charakteryzują się rekordową wydajnością konwersji światła słonecznego na prąd elektryczny. Wszystko dzięki wykorzystaniu nowoczesnej, dwuwarstwowej konstrukcji ogniwa.

Moduł wykonano ze zwykłego, krzemowego ogniwa fotowoltaicznego zastosowanego jako podłoże. Następnie na ten materiał naniesiono metodą rozpylania perowskit. Jest to relatywnie niedrogi związek nieorganiczny oparty o m.in.: jod, gal, selen, miedź, ind oraz ołów, i wydajnie absorbujący słoneczne fotony.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Nowe ogniwo charakteryzuje się wydajnością na poziomie 22,4%. Jest to rekordowa wydajność, jeśli chodzi o ogniwo o tego rodzaju konstrukcji. Poprzedni rekord padł w 2015 roku, gdy badacze z IBMa opracowali ogniwo o wydajności konwersji na poziomie niecałych 11%.

Wydajność najnowszego, tandemowego ogniwa PV dorównuje wydajności komercyjnych polikrystalicznych ogniw fotowoltaicznych. To ogromne osiągnięcie, ponieważ jeszcze nigdy tego rodzaju systemy nie zbliżyły się do tego poziomu.

Dzięki naszemu tandemowemu projektowi zbieramy energię z dwóch różnych części widma światła słonecznego na tej samej powierzchni”, mówi Yang Yang, badacz, który kierował pracami nad nowym ogniwem. „Zwiększona ilość energii wynika z zwiększenia absorpcji światła ponad to, co produkuje samo ogniwo krzemowe”.

Jak tłumaczą badacze, ich technologia może być z łatwością zintegrowana z obecnie używanymi liniami produkującymi ogniwa krzemowe, dzięki czemu łatwo będzie ją wprowadzić na rynek.

Typowa warstwa aktywna ogniwa krzemowego ma około 2 mikronów grubości. Take ogniwo PV charakteryzuje się wydajnością na poziomie 18,7%. Dodanie jednego mikrona perowskitu powoduje zwiększenie wydajności do ponad 22%.

Dzięki zwiększeniu całkowitej wydajności ogniwa o około 20% jesteśmy w stanie produkować o te 20% energię elektryczną taniej”, mówi Yang. Jak dodaje badacz, niebawem tego rodzaju systemy mogą osiągnąć wydajność nawet do 30%, czyli o 50% lepiej niż samo ogniwo krzemowe.