Pozrite si
Kremík dlhodobo dominuje v priemysle solárnych článkov. Vďačí za to kombinácii solídnej účinnosti, odolnosti, pomerne nízkej ceny a jednoduchosti výroby. Za desaťročia vývoja technologický pokrok neustále zvyšoval účinnosť týchto solárnych článkov, no v súčasnosti sa už kremík blíži k teoretickej hranici účinnosti materiálu. Tá je 29,4 percenta, takže potenciál na ďalší rast majú kremíkové články prakticky vyčerpaný.
Existuje však množstvo iných materiálov a technológií, kde sú stále možnosti na zlepšovanie. Jednou z nich sú perovskitovo-kremíkové solárne články.
Švajčiarski vedci vytvorili nový rekord účinnosti tandemových kremíkových-perovskitových solárnych článkov a zároveň prvýkrát prekonali míľnik 30 percentnej účinnosti. Tento rekord posúva účinnosť fotovoltaických článkov za hornú hranicu samotného kremíka a to pomocou lacných a dostupných materiálov.
Perovskit sa rýchlo presadzuje ako alternatíva vo FV článkoch, ale to neznamená, že nahrádza kremík. Rozumnejšie je oba tieto materiály kombinovať, pretože absorbujú rôzne vlnové dĺžky svetla. Kremík vyniká v červenom a infračervenom svetle, kým perovskit (CaTiO3, oxid vápenato-titaničitý) je najefektívnejší v zelenej a modrej časti spektra.
Tandemové kremíkovo-perovskitové solárne články tak majú potenciál dosiahnuť vyššiu účinnosť, než by dosahovali samostatné materiály. A hodnoty účinnosti sa posúvajú aj tu. Kým v roku 2018 bola rekordná účinnosť 25,2 percenta, v roku 2020 dosiahla hodnota rekordu 29,15 percenta a v roku 2021 takmer 30%. Švajčiarski výskumníci z EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) a CSEM (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique) teraz túto 30%-nú hranicu prelomili. Vyvinuli hneď dva typy tandemových kremíkovo-perovskitových solárnych článkov s vysokou účinnosťou.
Prvý typ článku pozostáva z perovskitových vrstiev nanesených z tekutého roztoku na hladký kremíkový povrch a dosiahol účinnosť 30,93 % pre testovaciu bunku s rozmermi 1 cm2. Druhý typ použil hybridnú techniku naparovania a kvapalného roztoku na nanesenie perovskitu na textúrovaný kremíkový povrch. Tento typ článku s plochou 1 cm2 dosiahol účinnosť až 31,25 %.
Keďže ide zatiaľ o laboratórny výskum, aktuálne energetické starosti sa pod vplyvom takýchto tandemových článkov nerozplynú. Ale sú pozitívnym prísľubom do budúcnosti. Slnko nám svoju energiu bude zadarmo dodávať ešte niekoľko miliárd rokov a možnosť získať 300 W fotovoltaického výkonu z FV panelu o ploche 1 m2 vyzerá lákavo.
Ďalší výskum sa zameria na posúdenie životnosti tandemových kremíkovo-perovskitových článkov a prispôsobenie technológie na výrobu veľkoplošných panelov.
Zdroj