Rekordowa wydajność technologii perowskitowej. Wyjątkowe osiągnięcie niemieckich badaczy

Tandemowy panel w rekordowym wynikiem

Dzieło badaczy z Fraunhofer ISE opiera się na połączeniu stosowanego dziś powszechnie w panelach PV krzemu z syntetycznymi perowskitami. Zastosowanie obydwu technologii było możliwe dzięki zaaplikowaniu perowskitowej warstwy na krzemowe heterozłącze. Metodę tę badacze nazwali “hybrydową ścieżką produkcji”. Panel uzyskał już certyfikację laboratorium CalLab jako urządzenie z rekordową wydajnością jeśli chodzi o te powstałe za pomocą procesu hybrydowego osadzania. Moduł ma wielkość zaledwie 1 cm² i osiąga poziom konwersji światła na energię rzędu 31,6% w warunkach laboratoryjnych.

- Aby osiągnąć taki wynik, skoncentrowaliśmy się na górnej, perowskitowej części modułu, w szczególności na optymalizacji procesu pasywacji między perowskitem a warstwą transportu elektronów – mówi dr Juliane Borchert, która kieruje zespołem Materiałów i Interfejsów Perowskitowych w Fraunhofer ISE. – Zakładamy, że dalsze zwiększenie wydajności będzie możliwe dzięki ulepszeniom dotyczącym dolnej, krzemowej warstwy panelu – podkreśla.

Perowskity przyszłością PV?

Perowskity to materiał, którego możliwości w globalnej fotowoltaice wciąż są badane. Jak wynika z dotychczasowych eksperymentów, jego zastosowanie może nie tylko znacząco zwiększyć wydajność urządzeń, ale również umożliwić czerpać energię ze światła innego niż słoneczne (np. odbitego światła księżyca czy nawet sztucznego oświetlenia żarówkowego). Nowe rekordy wydajności paneli wykorzystujących perowskity są osiągane z coraz większą częstotliwością, a nie tak dawno dzięki wdrożeniu tego materiału udało się przekroczyć dotąd nieosiągalną barierę 30%.

Zespół z Fraunhofer ISE jest trzecim na świecie, który stworzył moduł o takiej wydajności. Pod koniec ubiegłego roku osiągnięcie wyniku 33,9% ogłosiła chińska firma LONGi. W ubiegłym miesiącu z kolei badacze z Uniwersytetu Nauki i Techniki Króla Abdullaha w Arabii Saudyjskiej (ang. King Abdullah University of Science and Technology, KAUST) zaprezentowali z kolei moduł o wydajności 33,7%. W obydwu przypadkach, podobnie jak przy dziele zespołu z Fraunhofer ISE, zastosowane połączenie perowskitów z krzemem.

Kiedy ta technologia trafi na rynek?

Hybrydowy panel opracowany przez niemieckich naukowców to wspólny efekt dwóch prowadzonych przez Fraunhofer ISE projektów: “PrEsto” skupia się na tworzeniu tandemowych paneli perowskitowo-krzemowych, a w ramach “MaNiTU” opracowywane są nowe metody produkcji i materiału. Zespół instytutu intensywnie wymienia się też wiedzą ze wspomnianym zespołem z uniwersytetu KAUST w Arabii Saudyjskiej.

Na ten moment niemiecki zespół podkreśla, że kolejne ich badania w tej dziedzinie będą skupione na usprawnieniu działania dolnej warstwy modułu, złożonej z krzemu. Badacze uważają, że istotnym dla procesu tworzenia panelu aspektem jest skuteczne nałożenie warstwy perowskitu na krzem. W przyszłości chcą się skupić na usprawnieniu tego procesu, aby umożliwić produkcję paneli z taką wydajnością na szeroką skalę.

Na ten moment wejście na rynek ogniw o wydajności rzędu ponad 30% nie jest możliwe, o czym w maju tego roku podczas jednego z naszych webinarów mówił Daniel Moczulski z firmy LONGi. Masowa produkcja tego typu modułów może dojść do skutku za kilka, a nawet kilkanaście lat. Póki co pozostaje śledzić kolejne rekordy osiągane w sterylnych laboratoriach.

Źródło: pv-tech.org