PV_1_22
Welcome to interactive presentation, created with Publuu. Enjoy the reading!
19
magazyn fotowoltaika 1/2022
technologie
zisiejsze moduły fotowoltaiczne są wykonane głównie
z krzemu, a możliwości dalszego wzrostu ich wydajności
zostały już w dużej mierze wykorzystane. Ale od 2008 r. w cen-
trum zainteresowania znalazła się klasa materiałów perowski-
tów metalohalogenkowych. Te związki półprzewodnikowe bar-
dzo dobrze przekształcają światło słoneczne w energię elek-
tryczną i nadal oferują wiele możliwości ulepszeń. W szczególno-
ści można je łączyć z krzemowymi ogniwami fotowoltaicznymi,
tworząc ogniwa tandemowe, które znacznie wydajniej wykorzy-
stują światło słoneczne.
Wyścig po rekordy
W HZB od 2015 r. kilka grup naukowców intensywnie pracuje
zarówno nad technologiami półprzewodników perowskitowych,
jak i krzemowymi oraz nad ich połączeniem w innowacyjne tande-
mowe ogniwa słoneczne. W styczniu 2020 r. HZB osiągnął rekor-
dowe 29,15% dla tandemowego ogniwa słonecznego z krzemem
perowskitowym i opublikował wyniki w czasopiśmie „Science”.
Następnie przed końcem 2020 r., firma Oxford PV mogła ogłosić
certyfikowaną wydajność na poziomie 29,52%. Od tego czasu trwa
ekscytujący wyścig po nowe rekordy. – Sprawność 30% to jest jak
psychologiczny próg dla tej fascynującej nowej technologii, która może
zrewolucjonizować przemysł fotowoltaiczny w niedalekiej przyszło-
ści – wyjaśnia Steve Albrecht, który pracuje nad cienkimi foliami
perowskitu w laboratorium HySPRINT w HZB. Bernd Stan-
nowski, lider grupy ds. technologii krzemowej, dodaje: – Chciał-
bym szczególnie podkreślić dobrą współpracę między różnymi grupami
i instytutami w HZB. W ten sposób udało nam się opracować nowe tan-
demowe ogniwa słoneczne całkowicie w HZB i po raz kolejny uzyskać
rekord świata.
Oficjalna certyfikacja
Ostatnie badania i rozwój skupiły się na optycznym ulepsze-
niu dolnego ogniwa krzemowego z heterozłączem. Dodano nano-
teksturowaną przednią stronę i dielektryczny odbłyśnik tylny.
Teraz nadeszło oficjalne potwierdzenie Fraunhofer ISE CalLab:
– Nasze nowe krzemowe tandemowe ogniwa słoneczne z perowskitu
zostały niezależnie certyfikowane z rekordową wydajnością na pozio-
mie 29,80% – mówi Christiane Becker, ekspert od nanostruktur
w ogniwach słonecznych, ich wpływu na optykę i właściwości
elektryczne.
Krzem nanostrukturalny
Naukowcy zbadali w jaki sposób nanostruktury na różnych
powierzchniach styku wpływają na wydajność tandemowego
ogniwa słonecznego, składającego się z perowskitu w górnej war-
stwie ogniwa krzemowego. Naukowcy najpierw wykorzystali
symulację komputerową do obliczenia gęstości fotoprądu w podo-
gniwach perowskitu i krzemu dla różnych geometrii z nanotekstu-
rami i bez nich. Następnie wyprodukowali tandemowe ogniwa
słoneczne z perowskitu krzemowego o różnych teksturach.
Odbłyśnik dielektryczny
Ulepszono również tylną stronę tandemowego ogniwa sło-
necznego, która ma odbijać światło podczerwone z powrotem
do absorbera krzemowego. – Dzięki zastosowaniu odbłyśnika die-
lektrycznego byliśmy w stanie wykorzystać tę część światła słonecznego
bardziej efektywnie, co skutkuje wyższym prądem fotoelektrycznym –
mówi dr Alexandros Cruz Bournazou (grupa Stannowskiego).
Perspektywy są jasne
Wyniki otwierają drogę do dalszych ulepszeń. Symula-
cje sugerują, że wydajność można by jeszcze bardziej zwiększyć
poprzez nanostrukturyzację warstw absorbera po obu stronach.
Naukowcy są przekonani, że wkrótce będzie można osiągnąć
wydajność znacznie przekraczającą 30%. Wyścig trwa.
Opracowanie: Mirosław Grabania
Źródło: HZB Helmholtz Zentrum Berlin
Ogniwo perowskitowo-krzemowe
w technologii tandemowej
Pod koniec 2021 r. trzy zespoły Helmholtz Zentrum Berlin (HZB) wspólnie zdołały zwiększyć wydajność tandemowych ogniw sło-
necznych z krzemu perowskitowego, wyprodukowanych w całości w HZB do nowej rekordowej wartości 29,80%. Wartość została
oficjalnie poświadczona i jest udokumentowana na wykresach National Renevable Energy Laboratory (NREL). To sprawia, że 30%
jest w zasięgu ręki.
Fot. HZB Helmholtz Zentrum Berlin
Fot. HZB Helmholtz Zentrum Berlin
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56