Wiele krajów na całym świecie jest zaangażowanych w redukcję emisji CO2, aby spełnić cele klimatyczne ONZ dotyczące utrzymania wzrostu temperatury poniżej 1,5 stopnia Celsjusza do 2050 r. Technologie energii odnawialnej, w szczególności panele słoneczne, będą odgrywać znaczącą rolę w osiągnięcie tych celów.
Aby w pełni wykorzystać potencjał światła słonecznego – najobfitszego źródła energii na świecie – naukowcy od dziesięcioleci próbują zmaksymalizować ilość energii, którą można wydobyć ze słońca. W Applied Physics Letters, autorstwa AIP Publishing, naukowcy z Oxford PV opisują, w jaki sposób połączenie perowskitów z konwencjonalnym krzemem prowadzi do stworzenia efektywnego ogniwa słonecznego, z wydajnością przekraczająca 26 procent.
„Zidentyfikowaliśmy perowskity jako idealnego partnera dla systemu tandemowego z krzemem” – powiedziała autorka Laura Miranda Pérez.
Z punktu widzenia materiałów perowskity spełniają wszystkie wymagania optoelektroniczne dla ogniwa fotowoltaicznego i mogą być wytwarzane przy użyciu istniejących procesów. Te cechy sprawiają, że perowskit jest idealnym dodatkiem plug-and-play do technologii krzemowej, ponieważ może być osadzony jako warstwa na konwencjonalnym krzemowym ogniwie słonecznym.
„Udowadniamy potencjał technologii tandemowego łączenia perowskitu z krzemem poprzez ciągłe osiąganie rekordowych światowych wydajności, z naszym obecnym rekordem wynoszącym 29,52%” – powiedziała Miranda Pérez.
Skład pierwiastkowy materiału perowskitowego jest łatwo dostępny, zapewniając ścieżkę szybkiego rozwoju technologii w celu spełnienia ambitnych celów w zakresie energii słonecznej, niezbędnych do przeciwdziałania zmianom klimatu. Ponadto wyższa moc wyjściowa ogniw tandemowych może zrównoważyć ślad węglowy związany z produkcją krzemu o wysokiej czystości wymaganego do ogniw fotowoltaicznych.
W związku z tym naukowcy odkryli, że dodanie perowskitu do istniejącej fotowoltaiki krzemowej jest najszybszym sposobem na poprawę wydajności krzemu, ponieważ pozwala ominąć zakłócenia w branży związane z wprowadzeniem zupełnie nowej technologii. Naukowcy koncentrowali się na tandemowych ogniwach słonecznych przez siedem lat, a grupa jest teraz bardzo blisko rozpoczęcia masowej produkcji komercyjnej w swojej fabryce w Brandenburgii w Niemczech.
„Chcemy pomóc ludziom zrozumieć ogromny potencjał technologii tandemowej perowskitu na krzemie w zakresie zwiększenia wydajności instalacji słonecznych i pomóc światu osiągnąć cel, jakim jest zapewnienie zrównoważonej energii dla wszystkich” – powiedziała Miranda Pérez.
