Rekord wydajności potrójnego złącza perowskitowo-krzemowego ogniwa słonecznego

Energia słoneczna jest jednym z najczystszych i najbardziej zrównoważonych źródeł energii. Teraz zespół naukowców z Fraunhofer ISE opracował technologię, która może zrewolucjonizować ten sektor.

Trójwarstwowe ogniwo słoneczne: fotowoltaika dokonuje wielkiego postępu

Instytut Fraunhofera ds. Systemów Energii Słonecznej (ISE) zaprezentował trójzłączowe ogniwo słoneczne, składające się z perowskitu, perowskitu i krzemu, zdolne do osiągnięcia napięcia bez obciążenia przekraczającego 2,8 V.

Ta innowacja przewyższa ogniwa z podwójnym złączem oparte na półprzewodnikach III-V, takich jak GaInP/GaAs. To nowe ogniwo słoneczne, charakteryzujące się wydajnością przekraczającą 30%, wyznacza początek ery wysokowydajnej i taniej produkcji fotowoltaicznej, podkreślając znaczący udział perowskitów.

Projekt wspierany przez Europę

To osiągnięcie to nie tylko wspaniała wiadomość dla sektora energetycznego, ale także dla projektu badawczego Triumph finansowanego przez Komisję Europejską. W ramach tej inicjatywy, której partnerem jest Fraunhofer ISE, celem jest opracowanie monolitycznych ogniw trójzłączowych o wydajności konwersji większej niż 33% i rozmiarze większym niż 100 cm².

Zrozumienie napięcia bez obciążenia

Aby zrozumieć rozwój tego trójzłączowego ogniwa słonecznego, konieczne jest zrozumienie napięcia jałowego. Sprawność fotowoltaiki zależy od trzech głównych czynników: napięcia jałowego, prądu zwarciowego i współczynnika wypełnienia. Wśród tych czynników napięcie jałowe, które odnosi się do maksymalnego napięcia elektrycznego, jakie ogniwo może zapewnić bez obciążenia elektrycznego, jest czynnikiem, na który największy wpływ mają właściwości zastosowanych materiałów. Dla porównania, konwencjonalne ogniwa słoneczne z krzemu krystalicznego mają napięcie od 0,7 do 0,8 wolta.

Dr Juliane Borchert, liderka zespołu ds. technologii perowskitu i krzemu w Fraunhofer ISE i Uniwersytecie we Fryburgu, podkreśliła znaczenie wyników, zauważając, że „Napięcie przekraczające 2,8 V wskazuje, że technologia ta ma ogromny, niewykorzystany potencjał w zakresie wytwarzania energii elektrycznej„.

Jak to osiągnęli?

Ten niezwykły postęp osiągnięto stosując metodę chłodzenia gazem w celu osadzenia wierzchniej warstwy perowskitu. Proces ten nie tylko pozwolił na uzyskanie jednorodnego składu sorbentu, ale także pozwolił uniknąć uszkodzenia rozpuszczalników w dolnych warstwach, poprawiając w ten sposób pośrednie warstwy przewodzące pomiędzy subkomórkami perowskitu.

Rozwój ten niewątpliwie stanowi kamień milowy w świecie energii słonecznej i otwiera drzwi do przyszłego postępu w sektorze energii fotowoltaicznej.

więcej informacji: www.ise.fraunhofer.de