Výskumníci dosiahli prelom v oblasti polotransparentných solárnych článkov: Doviesť nás môžu až k nulovej uhlíkovej stope
Nová štúdia približuje, ako sa výskumníkom podarilo dosiahnuť vyššiu stabilitu a efektivitu polotransparentných solárnych článkov.
Výskumníci z Kórejského inštitútu pre energetický výskum (pozn. redakcie: KIER) vytvorili stabilnejšie a efektívnejšie polotransparentné solárne články z perovskitu. Tieto solárne články sa môžu využiť pri výrobe okien alebo tandemových solárnych článkoch.
Polotransparentné perovskitové solárne články dosiahli efektivitu 21,68%, čím sa stali najefektívnešími medzi perovskitovými solárnymi článkami na svete. Zároveň tieto typy solárnych článkov vykazujú pozoruhodnú odolnosť. Po 240 hodinách operácie si udržali 99% svojej pôvodnej efektivity.
Ako vysvetľujú autori štúdie, ak chceme dosiahnuť nulovú uhlíkovú stopu do roku 2050, potrebujeme novú generáciu solárnych článkov. Tieto solárne články sa majú vyznačovať mimoriadne vysokou efektivitou a vďaka nim by sme nemuseli stavať obrovské solárne elektrárne. Zároveň však potrebujeme aj multifunkčné technológie, napríklad tandemové solárne články alebo okná, ktoré by zároveň mohli slúžiť aj ako solárne články. V oboch prípadoch sa však vyžadujú mimoriadne efektívne polotransparentné solárne články vyrobené z perovskitu.
Pri výrobe tejto technológie vedci potrebujú nahradiť konvenčné kovové elektródy za transparentné, ktoré by dovolili svetlu prejsť cez materiál. Počas tohto procesu by vznikali vysokoenergetické častice, čo vedie k degradácii vo výkone transportnej vrstvy. Aby sa však degradácii zabránilo, výskumníci umiestňujú prechodnú vrstvu medzi transportnú vrstvu a transparentnú elektródovú vrstvu. Týmto krokom sa ale znižuje efektivita a stabilita oproti tradičným nepriehľadným solárnym článkom.
Nový druh polotransparentných solárnych článkov
Výskumníci sa pozreli na polotransparentné solárne články na atómovej úrovni a pokúšali sa zistiť, prečo dochádza k zhoršeniu vyššie popísaných vlastností. Tu zistili, že ióny lítia eventuálne premenia strednú prechodnú vrstvu a menia jej vlastnosti tak, že dochádza k degradácii solárneho článku. Vedcom sa v rámci novej štúdie podarilo nielen identifikovať problém, ale aj optimalizovať solárny článok tak že sa vylepšila jeho efektivita a stabilita.
Neprehliadnite
Ako sme už spomenuli na začiatku, výsledkom je polotransparentný solárny článok s efektivitou 21,68%. To je najvyššia efektivita spomedzi všetkých transparentných perovskitových solárnych článkov. Zároveň sa ukázalo, že si dokázal solárny článok udržať 99% efektivitu po viac ako 400 hodinách v tmavom prostredí a viac ako 240 hodinách v neustále osvetlenom prostredí.
V ďalšom kroku výskumníci použili tento polotransparentný solárny článok ako vrchnú vrstvu tandemového solárneho článku. Vytvorili tak úplne prvý solárny článok v Kórei, ktorý dokáže využívať svetlo odrazené zo zadnej časti solárneho článku. Tento tandemový solárny článok dosiahol efektivitu 31,5% pre štvorterminálovú a 26,4% pre dvojterminálovú konfiguráciu.
Nová štúdia sa lepšie pozrela na degradačný proces polotransparentného solárneho článku a autori dokázali nájsť riešenia, ktoré výrazným spôsobom zvyšujú efektivitu a stabilitu tejto technológie. Ich vylepšené solárny článok má obrovský potenciál do budúcnosti a možno ho uplatniť v rade rôznych technológií.
Komentáre