Jak doniesiono w czasopiśmie Progress in Photovoltaic, holenderscy naukowcy z powodzeniem pokonali główną przeszkodę w wydajności ogniw słonecznych. W odniesieniu do alternatyw dla paliw kopalnych na przeszkodzie popularności energii słonecznej stoją co najmniej dwa czynniki: problemy z magazynowaniem wyprodukowanej energii oraz relatywnie niska wydajność ogniw wykorzystywanych w całym procesie. Wygląda jednak na to, że kolejna z tych trudności zostanie wkrótce skreślona z listy.

Jaka jest skala problemu? Większość paneli fotowoltaicznych dostępnych na rynku osiąga sprawność konwersji energii na poziomie 22%. Nie jest to wartość powalająca, ale wartość uzyskana przez holenderskich inżynierów — ponad 30 procent — brzmi o wiele lepiej. Tandemowe urządzenie wykorzystujące krzem i perowskit pomogło osiągnąć ten cel. Takie połączenie ogniw słonecznych opartych na dwóch różnych minerałach znacznie lepiej znosi wykorzystanie widma słonecznego.

Podczas gdy ogniwa krzemowe mogą polegać na widmie widzialnym i podczerwonym, ogniwa perowskitowe wykorzystują światło widzialne i ultrafioletowe, pozostawiając podczerwień. Więc chciałbym powiedzieć, że jeden z tych minerałów może mieć to wszystko. Dodatkowo górne i tylne ramiona mogą pracować niezależnie, co pozwala na montaż tandemów dwupoziomowych. W tych warunkach moc byłaby jeszcze większa.

Zaprojektowane przez holenderskich badaczy ogniwa słoneczne wykorzystują krzem i perowskit

Wzrost wydajności jest imponujący: w testach z przezroczystym ogniwem perowskitowym 3×3 mm wyniósł 19,7%. Pod nią znajdowało się silikonowe ogniwo o wymiarach 20×20 mm. Tandem krzem-perowskit miał również wysoką transmisję światła, z 93 procentami widma podczerwieni docierającymi do dolnej części urządzenia. Końcowy współczynnik konwersji energii wyniósł 30,1 %, co stanowi rekord wszechczasów.

Pewnym ograniczeniem jest oczywiście mały rozmiar komórek. Dlatego członkowie zespołu chcieliby zaprezentować swoje pomysły na znacznie większą skalę i zaadaptować opisywane podejście do masowej produkcji. Jeśli uda się osiągnąć jedno i drugie, takie tandemowe ogniwa słoneczne mogą doprowadzić do prawdziwej rewolucji w świecie odnawialnych źródeł energii.

Sprawdź szkolenia z dla instalatorów paneli fotowoltaicznych: https://www.oszomega.pl/oze/.