Tandem perovskit / kremík – účinný a lacný

ZDROJ | Fraunhofer Institute

Výskumný tím z Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) zverejnil začiatkom tohto mesiaca v časopise Science príspevok o vývoji tandemového solárneho článku perovskit / kremík, ktorý dosiahol nový svetový rekord tohto typu článku v účinnosti premeny žiarenia na elektrickú energiu. Jeho hodnota je 29,15%.

Perovskit, oxid titaničito-vápenatý (CaTiO3), je minerál, s ktorým sa už dlhšie experimentuje pri vývoji fotovoltaických článkov. Zaujímavý je kvôli pomerne vysokej účinnosti konverzie a kvôli citlivosti na inú oblasť elektromagnetického spektra ako kremík.

Pozrite siPerovskitové články vyrobia elektrinu aj v kancelárii

Kremík je v súčasnosti dominantným materiálom v solárnych článkoch a polovodičový materiál na báze perovskitu bol pre solárne panely vyvinutý osobitne. Vedci vidia v perovskite nevyužitý potenciál a experimentujú s ním v kombinácii s inými materiálmi v takzvaných tandemových solárnych článkoch.

Perovskitová štruktúraZDROJ | Wikipedia

Solárne články pozostávajúce z dvoch polovodičov s rozdielnymi pásmovými medzerami môžu dosiahnuť podstatne vyššiu účinnosť, ak sa použijú v tandeme, v porovnaní so samostatnými článkami. Dôvodom je efektívnejšie využívanie slnečného spektra tandemovými článkami.

Bežné kremíkové solárne články primárne účinne premieňajú na elektrickú energiu infračervené zložky svetla, zatiaľ čo zlúčeniny perovskitu môžu efektívne využívať viditeľné zložky slnečného žiarenia. To z nich robí účinnú kombináciu.

Aktuálny stav vo vývoji technológií fotovoltaických článkov. Fialové čiary patria extrémne drahým technológiám, ktoré sú určené pre armádu, kozmický výskum a podobne. Perovskitové články sa rýchlo zlepšujú.ZDROJ | Wikipedia

Takto vedci z HZB prekonali predchádzajúci rekord účinnosti 28% u perovskitových článkov a priblížili sa k dlhodobému cieľu 30%-nej účinnosti pre tandemový solárny článok perovskit / kremík. Vedci sú dokonca optimistickí a veria, že je možné prekročiť účinnosť 30% pre tento typ solárnych panelov.

Dobrou správou je, že kombinované použitie perovskitu a kremíka nezvyšuje náklady na solárne panely, čo je určite dôležité, pretože vo svete sa aktuálne masívne investuje do budovania solárnych elektrární.

Pozrite siBudhistické misy inšpiráciou pre super účinné solárne články

Nadšenie trochu schladí informácia, že výskumný tím použil panel s rozmermi iba 1 cm x 1 cm, takže „veľa“ elektriny s ním nevyrobil. Technológiu je ale možné nasadiť aj vo veľkom rozsahu, potrebnom pre praktické využitie.

Nie celkom povzbudivo však vyznieva vyznieva záverečná informácia z testovania, hoci ju autori výskumu za takú považujú. Po 300 hodinách simulovaného používania si tandemový solárny článok udržal 95% svojej pôvodnej účinnosti. Inak povedané, už po mesiaci praktického nasadenia by účinnosť takéhoto článku degradovala o 5% pôvodnej hodnoty, takže by klesla z 29,15% na 27,7%. Čo by z pôvodnej účinnosti ostalo po skončení 15- až 20-ročnej životnosti panelov, nie je jasné.

ZdrojElectrek

Komentáre k článku