Nejprestižnější vědecký časopis Nature Energy zveřejnil článek německých vědců o vývoji technologie pro škálovatelnou výrobu dnes nejpokročilejších perovskitových solárních článků. Hovoříme o plně perovskitovém tandemovém solárním článku, jehož obě vrstvy obsahují krystalické struktury pouze těchto minerálů. To znamená, že takové prvky mohou být vyrobeny jednoduše a rychle bez ztráty poměrně vysoké účinnosti.
Tandemové solární články umožňují článkům pracovat v širším energetickém spektru. Například horní vrstva křemíku absorbuje červené a infračervené spektrum, zatímco spodní vrstva perovskitu absorbuje modrou a zelenou. Minulý týden vytvořily takové tandemové perovskitové články rekord v účinnosti, kdy účinnost fotovoltaických článků poprvé v historii přesáhla 30 % (pro článek o velikosti 1 cm2, což je důležité, protože účinnost klesá s rostoucím měřítkem). Výsledek je úžasný, i když je třeba připomenout, že jednou z vrstev tohoto prvku je křemík se všemi z toho vyplývajícími výrobními vlastnostmi, včetně drahého zpracování.
V nové studii se vědci z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) rozhodli vytvořit tandemovou buňku výhradně z perovskitových minerálů s různými mezerami v pásmu, což by umožnilo horní a spodní vrstvě buňky pracovat s různými spektry a vyhnout se použití křemíku. Výsledek byl tak dobrý, že vědci označili vývoj za přímou cestu k hromadné výrobě tandemových čistých perovskitových buněk.
Pomocí kombinace mechanické aplikace roztoků a vakuové depozice vědci vytvořili článek, který s čistou plochou fotobuňky 12.25 cm2 (bez rámečků a kontaktních elektrod) vykazoval účinnost 19.1 %. Při výrobě stejného prvku o ploše 0.1 cm2 byla účinnost 23.5 %. Vícenásobné škálování výrobního procesu mělo za následek pouze neúplný 5% pokles účinnosti. To znamená, že procesní technologii lze zvětšit na hmotnost bez výrazné ztráty účinnosti. Zároveň zůstávají zachovány hlavní výhody výroby perovskitových článků – zpracování pomocí kapalných roztoků a v důsledku toho možnost vytvářet fotovoltaické povrchy složitých tvarů a na pružném substrátu.
Zdroj obrázku: Bahram Abdollahi Nejand, KIT
Zdroj: Karlsruhe Institute of Technology. Výzkum je volně dostupný od Nature Energy na https://rdcu.be/cRW93.
