Revolūcija saules enerģijā: 33,1% efektivitāte, pateicoties jaunai pasivēšanai!

Revolūcija saules enerģijā: 33,1% efektivitāte, pateicoties jaunai pasivēšanai!

Starptautiska pētniecības grupa, kurā piedalījās Karaļa Abdullah Zinātnes un tehnoloģijas universitāte (KAUST), Freiburgas Universitāte un Fraunhofera Saules enerģijas sistēmu institūts ISE, ir panākusi ievērojamu progresu perovskīta-silīcija tandēma saules bateriju efektivitātes jomā. Šīs novatoriskās saules baterijas apvieno perovskīta augšējo elementu ar silīcija apakšējo elementu un izmanto uzlabotas pasivēšanas metodes, lai panāktu efektivitātes pieaugumu, kas ievērojami pārsniedz to, kas bija iespējams iepriekš. Dr. Oussama Er-Raji, Freiburgas universitātes INATECH vadošais autors un pēcdoktorantūras pētnieks, ziņo par iespaidīgiem rezultātiem, kas tika publicēti žurnālā Science.

Lai gan parastās silīcija saules baterijas sasniedz maksimālo efektivitāti 29,4%, pasivētās tandēma saules baterijas spēja sasniegt efektivitāti līdz 33,1%. Apstrādātajām šūnām bija arī atvērtas ķēdes spriegums 2, 01 volti. Tas ir nozīmīgs progress, jo līdz šim izmantotā pasivēšanas tehnoloģija bija ierobežota līdz plakanām virsmām. Jaunā pasivēšanas metode, uzklājot 1,3-diaminopropāna dihidrojodīdu uz nelīdzenām virsmām, ir izrādījusies izšķiroša.

Inovatīva pasivācija nākotnei

Pasivācija ne tikai uzlabo šūnu efektivitāti, bet arī palielina vadītspēju un piepildījuma koeficientu. Īpaši ievērības cienīgs ir tas, ka pasivācija perovskīta saules baterijās ietekmē visu slāni, atšķirībā no silīcija saules baterijām, kur tā ietekmē tikai augšējos slāņus. Šis atklājums varētu kalpot par pamatu turpmākiem pētījumiem un piedāvā daudzsološas perspektīvas vēl jaudīgāku saules bateriju izstrādei

Rezultāti ir cieši saistīti ar Fraunhofera bākas projektu “MaNiTU” un citām iniciatīvām, piemēram, “PrEsto” un “Perle”, kuras finansē Federālā Ekonomikas un enerģētikas ministrija (BMWE). Šie projekti ir vērsti ne tikai uz saules bateriju efektivitātes paaugstināšanu, bet arī uz ilgtspējību.

Efektivitātes un ilgtspējības saderība

Turklāt Fraunhofer uzņēmuma pētnieki pēta materiālus ar perovskīta kristāla struktūru, kur viņi atklāja, ka tikai svinu saturošie perovskīti spēj sasniegt augstu efektivitāti. Lai gan šie materiāli pašlaik ir efektīvi, izaicinājums ir atrast alternatīvus, netoksiskus, svinu nesaturošus materiālus. Neskatoties uz šiem izaicinājumiem, zinātnieki ir panākuši ievērojamu progresu ļoti efektīvu demonstratoru izstrādē. Piemērs ir perovskīta-silīcija tandēma saules baterija ar platību virs 100 kvadrātcentimetriem, kas izgatavota ar sietspiedes metalizāciju.

Projektos izpētītie uzlabotie pārstrādes procesi varētu nodrošināt svinu saturošu perovskītu aprites ekonomiku. Šie pētījumi, kas saistīti ar jaunu materiālu ražošanu un atbilstošu ražošanas procesu izstrādi, ir ļoti svarīgi, lai fotoelementu tehnoloģija atkal nonāktu globālās konkurētspējas priekšgalā.

“MaNiTU” ietvaros tika izstrādāti arī jauni ražošanas procesi, kas nodrošina augstas kvalitātes perovskīta plānu plēvi. Integrēta ražošanas līnija attiecas uz perovskīta šūnu temperatūras jutību, kas prasa ražošanu zem 100 ° C, lai nodrošinātu priekšējo kontaktu konstrukciju kvalitāti. Šie tehnoloģiskie sasniegumi parāda potenciālu, kas vēl nav pilnībā izmantots saules enerģijas jomā.

Rezumējot, zinātniskais darbs liecina, ka perovskīta-silīcija tandēma saules bateriju nākotne ir daudzsološa un ka uzmanība tiek pievērsta gan efektivitātei, gan ilgtspējībai. Šī novatoriskā pētnieku komanda piedāvā svarīgu ceļu nākamās paaudzes saules tehnoloģijām.