Naukowcy ze Szwajcarii ustanowili nowy rekord wydajności nowego typu ogniw słonecznych, osiągając sprawność 30,02% – poziom wcześniej obserwowany jedynie w drogich panelach kosmicznych. Przełom, osiągnięty przez zespół z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) i Szwajcarskiego Centrum Elektroniki i Mikrotechnologii (CSEM), polega na połączeniu tradycyjnych ogniw krzemowych z perowskitem, materiałem szybko zyskującym popularność w badaniach nad energią słoneczną.
Zalety perowskitu
Perowskit jest uważany za „cudowny materiał”, ponieważ może znacznie poprawić wydajność ogniw słonecznych poza ograniczeniami standardowych konstrukcji krzemowych. Nowy trójskładnikowy związek wykorzystuje zdolność perowskitu do wychwytywania większej części widma słonecznego, przekształcając je w energię elektryczną wydajniej niż konwencjonalne ogniwa.
Znaczenie tego mają nie tylko wyższe liczby, ale także koszt. Wielozłączowe ogniwa słoneczne klasy kosmicznej, które mogą osiągnąć sprawność do 37%, są zbyt drogie w przypadku większości zastosowań naziemnych, ponieważ kosztują około 1000 razy więcej za wat niż standardowe ogniwa. Podejście szwajcarskiego zespołu ma na celu wypełnienie tej luki.
Od laboratorium do przemysłu
Jednym z głównych wyzwań związanych z perowskitem było skalowanie produkcji poza warunki laboratoryjne. Choć materiał wykazuje ogromny potencjał, przełożenie go na trwałe, produkowane masowo elementy było wyzwaniem. Jednak ostatnie ulepszenia konstrukcji potrójnego złącza znacznie poprawiły zarówno wydajność, jak i stabilność.
„Nasza pierwsza demonstracja w 2018 r. charakteryzowała się wydajnością wynoszącą zaledwie 13%, więc osiągnięcie dzisiaj sprawności przekraczającej 30% w potrójnym złączu jest niezwykłym osiągnięciem” – powiedział Christophe Ballif, kierownik Laboratorium Fotowoltaiki i Elektroniki Cienkowarstwowej w EPFL.
Ponad 30%: przyszłość wydajności ogniw słonecznych
Potencjał nie kończy się na 30%. Naukowcy są przekonani, że potrójne ogniwa słoneczne mogą ostatecznie przekroczyć 40% sprawności, otwierając drzwi do jeszcze wydajniejszych i opłacalnych rozwiązań w zakresie energii słonecznej. To osiągnięcie stanowi ważny krok w kierunku zwiększenia przystępności cenowej wysokowydajnych technologii fotowoltaicznych, co może potencjalnie zmienić przyszłość energii odnawialnej.
Konsekwencje tego przełomu są dalekosiężne, ponieważ może obniżyć koszty energii słonecznej przy jednoczesnym zwiększeniu jej wydajności – co jest kombinacją kluczową dla powszechnego przyjęcia i przyszłości zrównoważonej energii.
