18. 11. 2022 7:47

Perovskitový tandemový solární článek dosáhl rekordní účinnosti

Inženýři z Torontské univerzity vyvinuli nový solární článek s rekordním napětím a (pravděpodobně) rekordní účinností pro svůj druh. Čistý perovskitový tandemový solární článek využívá dvě vrstvy perovskitu, které zachycují světlo různých vlnových délek, a speciální povrchovou úpravu, která snižuje energetické ztráty. V oblasti fotovoltaiky je perovskit obzvláště slibným materiálem.

Nejenže skvěle absorbuje energii ze slunečního světla, ale je tenčí, lehčí, pružnější než křemík a jeho výroba je jednodušší a levnější. Co se týče účinnosti perovskitu, ta se za pouhých 10 let výrazně zvýšila – z méně než 4 % v roce 2009 na více než 25 % v roce 2021, čímž se vyrovná křemíku. Ještě lépe to funguje v tzv. tandemových článcích, kde je na sebe naskládáno více vrstev materiálů, které zachycují různé vlnové délky slunečního světla.

Například tandemové solární články z perovskitu a křemíku nedávno překročily hranici 30 % účinnosti. V nové studii tým inženýrů vytvořil a otestoval celoperovskitový tandemový solární článek. Tloušťku a chemické složení materiálu lze upravit tak, aby využíval různé části slunečního spektra, takže v jednom zařízení lze kombinovat dvě různé verze materiálu. V tomto případě má horní perovskitová vrstva širší pásmovou mezeru, která dobře absorbuje ultrafialovou část spektra i část viditelného světla.

Čtěte také

Některé České restaurace trestají nedojedená jídla poplatkem. Kdo nedojí, připlatí si

21. 5. 2026

Spodní vrstva má úzkou pásmovou mezeru, která je naladěna spíše na infračervenou část spektra. Tyto dvě vrstvy pokrývají větší část spektra, než by bylo možné u křemíku. Při použití této konstrukce dosáhl podle týmu solární článek o ploše 1 cm2 maximální účinnosti 27,4 %, což je rekordní hodnota pro tento typ a působivý výkon pro jakýkoli typ solárního článku. Nezávislá certifikace NREL však zaznamenala účinnost 26,3 %, což je jen o 0,1 % méně než současný oficiální rekord. Přesto článek dosáhl nového rekordu, a to v oblasti napětí.

Tým naměřil napětí při otevřeném obvodu 2,19 elektronvoltu, což je nejvyšší napětí ze všech tandemových solárních článků s perovskitovou technologií. Obou těchto výsledků bylo dosaženo díky úpravám na rozhraní mezi světlo pohlcující perovskitovou vrstvou a vrstvou odvádějící elektrony. Tým zjistil, že elektrické pole není konzistentní po celém povrchu perovskitu, což znamená, že některé elektrony se v obvodu ztrácejí. Proto přidali tenkou vrstvu zvanou 1,3-propandiamonium (PDA), která vyrovnává povrchový náboj. Výzkum byl publikován v časopise Nature.

Zdroj: redakce, nature.com newatlas.com

Čtěte také