Wiele zespołów badawczych wyprodukowało ogniwa słoneczne, które przekraczają długo oczekiwany próg efektywności 30%. W parze artykułów badawczych opublikowanych w czwartek, dwie grupy dzielą się szerzej wynikami i specyfikacją, dzięki którym zaprojektowali tandemowe ogniwa słoneczne z perowskitu i krzemu zwiększającymi napięcie obwodu otwartego, co pozwala na zwiększoną konwersję mocy, która mogłaby zasilić branżę paneli słonecznych.
Mówiąc prosto, stopa efektywności ogniwa słonecznego odnosi się do tego, ile światła słonecznego może przekształcić w energię elektryczną. Jeśli dane ogniwo słoneczne ma stopę efektywności 25%, to jedna czwarta całego światła słonecznego, które pada na ogniwo, stanie się użyteczną energią elektryczną. Większość komercyjnie dostępnych ogniw słonecznych ma efektywność rzędu 20-23%. W porównaniu, eksperymentalne ogniwa historycznie osiągały maksymalnie 27%. W rezultacie, badacze długo dążyli do wyprodukowania ogniwa, które mogłoby osiągnąć 30% lub więcej – i w końcu im się to udało.
W artykule opublikowanym w czasopiśmie Science, badacze z Niemiec piszą, że nowa wersja ogniwa słonecznego z perowskitu i krzemu ma efektywność 32,5%. Dzięki poprawionemu wyrównaniu pasm ogniwa, badacze zminimalizowali straty związane z nieradiacyjnym rekombinowaniem. Przekroczywszy to znaczące przeszkody dla utraconej efektywności, zmierzyli 2,0-woltowy obwód otwarty w ogniwie tandemowym, ostatecznie uzyskując efektywność konwersji mocy na poziomie 32,5% na aktywnych obszarach większych niż 1 centymetr kwadratowy.
I znowu Europa
Natomiast naukowcy ze Szwajcarii, Belgii i Australii uzyskali podobne wyniki za pomocą swojej wersji tandemowego ogniwa słonecznego z perowskitu i krzemu. Aktywny obszar 1,17 centymetra kwadratowego osiągnął efektywność na poziomie 31,25%.
Nie są to jedyne ośrodki badawcze, które przekroczyły próg efektywności 30% – ani grupy z najwyższymi wskaźnikami konwersji mocy. W maju zespół inżynierów z Arabii Saudyjskiej ogłosił, że osiągnął efektywność na poziomie 33,7% za pomocą własnych tandemowych ogniw słonecznych z perowskitu i krzemu. Chociaż ich prace jeszcze nie zostały opublikowane w żadnych ważnych czasopismach naukowych. LONGi, chiński producent ogniw słonecznych, również poinformował w zeszłym miesiącu, że osiągnął efektywność na poziomie 33,5%.
Teraz celem jest skalowanie tych modeli do użytku w rzeczywistym świecie. Chociaż ogniwa słoneczne o szerokości centymetra świetne sprawdzają się w warunkach laboratoryjnych, komercyjne ogniwa są znacznie większe – zazwyczaj około 15 centymetrów kwadratowych. Więcej badań będzie również koniecznych, aby ustalić, czy nowe ogniwa będą równie wytrzymałe na warunki pogodowe jak te stosowane obecnie.”
