Waszyngton, 17 sierpnia 2021 r. – Wiele krajów na całym świecie zobowiązało się do redukcji emisji lub osiągnięcia neutralności emisyjnej, aby spełnić cele klimatyczne Organizacji Narodów Zjednoczonych dotyczące utrzymania wzrostu temperatury poniżej 1,5 stopnia Celsjusza do roku 2050. Technologie energii odnawialnej, a w szczególności panele słoneczne, odegrają znaczącą rolę w realizacji tych celów.
Aby w pełni wykorzystać potencjał światła słonecznego – najbardziej obfitego źródła energii na świecie – naukowcy od dziesięcioleci starają się maksymalizować ilość energii, którą można uzyskać ze słońca. W „Applied Physics Letters”, wydawnictwo AIP Publishing, badacze z Oxford PV opisują, jak połączenie metalowych halogenków perowskitów z konwencjonalnym krzemem prowadzi do stworzenia bardziej wydajnej ogniwa słonecznego, które pokonuje 26-procentowy praktyczny limit wydajności ogniw krzemowych używanych samodzielnie.
„Zidentyfikowaliśmy perowskity jako idealnego partnera dla układu tandemowego z krzemem,” mówi autorka Laura Miranda Pérez.
Z perspektywy materiałowej, perowskity spełniają wszystkie wymagania optoelektroniczne dla ogniw fotowoltaicznych i mogą być produkowane przy użyciu istniejących procesów. Te cechy czynią perowskit idealnym dodatkiem do technologii krzemowej, ponieważ może być on nanoszony jako warstwa na konwencjonalne ogniwo słoneczne.
„Dowodzimy potencjału technologii tandemowej perowskit-na-krzem poprzez ciągłe osiąganie rekordowych efektywności na świecie, z naszym obecnym rekordem na poziomie 29,52%,” mówi Miranda Pérez.
Elementarny skład materiału perowskitowego jest łatwo dostępny w ramach istniejących łańcuchów dostaw, co zapewnia jasną ścieżkę do szybkiego skalowania technologii w celu sprostania ambitnym celom energetycznym słonecznym, potrzebnym do walki ze zmianami klimatycznymi. Ponadto, wyższa moc wyjściowa ogniw tandemowych perowskit-na-krzem mogłaby zrekompensować ślad węglowy, który jest zakorzeniony w produkcji wysokiej czystości krzemu wymaganego do ogniw fotowoltaicznych.
W konsekwencji badacze stwierdzili, że dodanie perowskitu do istniejących fotowoltaik krzemowych jest najszybszym sposobem na poprawę wydajności krzemu, ponieważ omija zakłócenia przemysłowe związane z wprowadzeniem całkowicie nowej technologii. Badacze skupili się na ogniwach słonecznych tandemowych przez siedem lat i grupa jest teraz bardzo blisko rozpoczęcia masowej produkcji komercyjnej w swojej fabryce w Brandenburgii w Niemczech.
„Chcemy pomóc ludziom zrozumieć ogromny potencjał technologii tandemowej perowskit-na-krzem do zwiększenia efektywności instalacji słonecznych oraz pomóc światu osiągnąć cel zapewnienia zrównoważonej energii dla wszystkich,” mówi Miranda Pérez.
