Albo wręcz bardzo dobrze, ponieważ ostatnimi czasy dwa odrębne zespoły osiągnęły rekordowe wyniki w zakresie sprawności konwersji tandemowych ogniw słonecznych. Te składają się z krzemu oraz nałożonej na niego warstwy perowskitu. Co ciekawe, dwa rekordowe wyniki zostały ustanowione z wykorzystaniem nieco odmiennych podejść.
Czytaj też: Zielona energia ma się w Polsce świetnie. W ostatni weekend padł imponujący rekord
Jeśli chodzi o komercyjnie wykorzystywane krzemowe panele słoneczne, to w warunkach terenowych osiągają one około 24-procentową wydajność. W przypadku testów prowadzonych w laboratorium jest to natomiast 26,8 procent. Do teoretycznej górnej granicy nieco więc jeszcze brakuje, ale po co się ograniczać, skoro od razu można przypuścić szturm na wyższe wartości? Oczywiście nie z wykorzystaniem samego krzemu, lecz również innych składników, czyli perowskitów.
Perowskity są w tym kontekście bardzo przydatne, ponieważ mogą pochłaniać większy zakres promieniowania słonecznego. Z tego względu świat nauki doszedł do wniosku, iż najbardziej optymalnym rozwiązaniem mogłoby być wykorzystanie perowskitów do pochłaniania światła widzialnego o wyższej energii oraz położonej niżej warstwy krzemu, która posłuży do wychwytywania promieni podczerwonych o niższej energii.
Tandemowe panele fotowoltaiczne, złożone z krzemu oraz perowskitów, osiągnęły ponad 30-procentową wydajność
Eksperymenty w tej sprawie prowadzili naukowcy wchodzący w skład zespołów z dwóch różnych krajów. Pierwszy, pochodzący ze Szwajcarii, postanowił wykorzystać dwuetapową metodę osadzania perowskitu. Najpierw przeprowadzono odparowywanie termiczne, a później doszło do krystalizacji nałożonej warstwy tak, by zamieniła się w perowskit. Takie podejście dało pewność, iż minerały te ułożyły się w pożądane struktury pozwalające na pochłanianie światła.
Wciąż występował inny problem: dochodziło do utraty ładunku przez ujemnie naładowane elektrony i dodatnio naładowane dziury. Aby temu przeciwdziałać, badacze ze Szwajcarii zaaplikowali kwas fosfonowy na etapie krystalizacji perowskitu. W takich okolicznościach możliwe było zapobieganie tworzeniu się defektów. Drugi zespół, pochodzący z Niemiec, wykorzystał z kolei jodek piperazyny. Złożony z dodatnio naładowanych kationów i ujemnie naładowanych anionów, umożliwił modyfikowanie defektów w celu ograniczenia rekombinacji. Ostatecznie obu zespołom udało się osiągnąć naprawdę imponujące wyniki, wynoszące kolejno 31,25% oraz 32,5%.
Czytaj też: Bateria, jakiej jeszcze nie było. Akumulator przyszłości rozwiązuje wielki problem
Jeszcze lepiej wypadły panele zaprojektowane przez przedstawicieli Uniwersytetu Nauki i Technologii im. Króla Abdullaha w Arabii Saudyjskiej. To właśnie na ich konto możemy przypisać opracowanie tandemowych ogniw fotowoltaicznych o wydajności 33,2% (zaprezentowanych w kwietniu) i 33,7% (pokazanych światu w maju). Dzięki tak ogromnym postępom wydaje się, że nawet granica 35% powinna pozostawać w zasięgu. Tym bardziej, że sami zainteresowani są o tym przekonani.