Ogniwa tandemowe, łączące materiały perowskitowe z krzemem, od lat stanowią obiekt intensywnych badań w dziedzinie fotowoltaiki. Ich potencjał wynika z możliwości efektywniejszego wykorzystania widma słonecznego, co przekłada się na wyższą sprawność konwersji energii słonecznej na elektryczną. W tradycyjnych ogniwach krzemowych teoretyczna granica sprawności wynosi około 29 proc., podczas gdy architektura tandemowa pozwala na jej przekroczenie.
Europa wcale nie ustępuje Azji. Nowe ogniwo to potwierdza
Nowo opracowane ogniwo o powierzchni aktywnej 9 cm2 składa się z górnej warstwy bazującej na absorberze perowskitowym oraz dolnej warstwy z heterozłączem krzemowym (HJT). Wynik ten stanowi poprawę w stosunku do wcześniejszego rekordu 29,8 proc. osiągniętego przez te same zespoły badawcze we wrześniu.
Czytaj też: Mamy nowy rekord świata! Takiej wydajności ogniw tandemowych nikt się nie spodziewał
Warto podkreślić, że większość międzynarodowych rekordów sprawności dotyczy ogniw o powierzchni 1 cm2. Osiągnięcie wysokiej sprawności na większej powierzchni 9 cm2 jest istotnym krokiem w kierunku przemysłowej produkcji tych ogniw.
Partnerstwo między CEA-INES a Enel Green Power trwa od ponad dekady i przynosi regularne postępy w dziedzinie fotowoltaiki. W ciągu zaledwie roku zespoły te zwiększyły sprawność swoich ogniw o 2,4 punktu procentowego, z 28,4 proc. w styczniu 2024 roku do obecnych 30,8 proc. Plany na przyszłość obejmują dalsze prace nad skalowaniem technologii do większych powierzchni oraz poprawą trwałości ogniw, co ma na celu umożliwienie masowej produkcji.
Zastosowanie ogniw tandemowych o tak wysokiej sprawności może przynieść znaczące korzyści, takie jak zwiększenie produkcji energii elektrycznej o ponad 20 proc. oraz redukcję zajmowanej powierzchni i śladu węglowego instalacji fotowoltaicznych o około 20 proc.
François Legalland, dyrektor Laboratorium Innowacji w Nowych Technologiach Energetycznych i Nanomateriałach (LITEN) w CEA, podkreślił:
Jesteśmy bardzo dumni z tego nowego rekordu. Nasze partnerstwo z 3SUN, głównym europejskim graczem w sektorze, trwa już ponad 10 lat i nadal się rozwija. Regularnie poprawiamy ten rekord, udowadniając, że dominacja produkcji modułów fotowoltaicznych przez Azję nie jest nieunikniona. Instytucje badawcze i podmioty przemysłowe w Europie mogą nadal być konkurencyjne. To doskonała wiadomość dla naszej suwerenności przemysłowej i energetycznej.
Osiągnięcie zespołów CEA-INES i Enel Green Power to ważny krok w rozwoju technologii fotowoltaicznych. Wysoka sprawność ogniw tandemowych perowskitowo-krzemowych otwiera nowe możliwości dla efektywnej i zrównoważonej produkcji energii słonecznej, przyczyniając się do globalnej transformacji energetycznej.