Rekordowa wydajność cienkowarstwowego ogniwa słonecznego
Każda warstwa ma niewiarygodną grubość 2 μm i w rzeczywistości składa się z czterech warstw ułożonych jedna na drugiej: krystalicznej warstwy CIGS (złożonej z miedzi, indu, galu i selenu), warstwy pośredniej wykonanej z tlenku cynku z domieszką aluminium, warstwy perowskitu i warstwy kontaktowej na dole.
Z kolei warstwa aktywna w dostępnym na rynku module solarnym musi być co najmniej sto razy grubsza. Skutkuje to znacznie wyższym zużyciem materiału, zwiększoną wagą i brakiem elastyczności dla innych potencjalnych zastosowań.
Optymalizując powierzchnie styku między dwiema sekcjami tandemowego ogniwa słonecznego, które muszą przepuszczać światło z jak najmniejszymi zakłóceniami, naukowcy byli w stanie poprawić wydajność ogniwa do 24,6%. Wartość ta została zweryfikowana przez Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE przy użyciu specjalnego procesu pomiarowego.
Naukowcy z Helmholtz-Zentrum są również przekonani, że wydajność może przekroczyć 30%. Pozwoliłoby to umieścić to cienkowarstwowe rozwiązanie wśród najlepszych tandemowych ogniw słonecznych, ale za ułamek ich wkładu materiałowego.
Chociaż nie wiemy, jak trwała będzie cienka jak papier folia w długotrwałym użytkowaniu, moduły słoneczne oparte na perowskitach - przynajmniej te o wysokiej wydajności - doświadczają znacznej utraty wydajności, gdy w grę wchodzi wilgoć i światło słoneczne.
Proces produkcyjny musi również zostać znacznie uproszczony, zanim ogniwo cienkowarstwowe będzie gotowe do rzeczywistego użytku. Prawidłowe nakładanie warstw o grubości mniejszej niż 1 μm wymaga systemu klastrowego z komorami próżniowymi i komorami transferowymi, co oznacza, że technologia ta jest wciąż daleka od sfery balkonowych paneli słonecznych za 300 USD.
Źródło(a)
