Фокус върху ефективността: Тандемни слънчеви клетки на базата на халкогениди и органични материали

Повишаването на ефективността на слънчевите клетки за постигане на независимост от енергийни източници на изкопаеми горива е основен фокус в изследванията на слънчевите клетки. Екип, ръководен от физика д-р Феликс Ланг от Университета в Потсдам, заедно с проф. Лей Менг и проф. Йонгфанг Ли от Китайската академия на науките в Пекин, успешно интегрира перовскит с органични абсорбери, за да разработи тандемна слънчева клетка, която постига рекордни нива на ефективност, както е съобщено в научното списание Nature.

Този подход включва комбинацията от два материала, които селективно абсорбират къси и дълги дължини на вълните – по-специално синьо-зелените и червените/инфрачервени области на спектъра – като по този начин оптимизират използването на слънчевата светлина. Традиционно най-ефективните абсорбиращи червени/инфрачервени компоненти в слънчевите клетки са били от конвенционални материали като силиций или CIGS (медно-индиево-галиев селенид). Тези материали обаче обикновено изискват високи температури на обработка, което води до значителен въглероден отпечатък.

В скорошната си публикация в Nature, Ланг и колегите му обединяват две обещаващи технологии за слънчеви клетки: перовскитни и органични слънчеви клетки, които могат да се обработват при по-ниски температури и имат намалено въглеродно въздействие. Постигането на впечатляваща ефективност от 25,7% с тази нова комбинация беше трудна задача, както отбеляза Феликс Ланг, който обясни: „Този ​​пробив стана възможен само чрез комбиниране на две значителни постижения.“ Първият пробив беше синтезът на нова органична слънчева клетка, абсорбираща червено/инфрачервено лъчение, от Менг и Ли, която разширява способността си за абсорбиране още повече в инфрачервения диапазон. Ланг допълнително допълни: „Тандемните слънчеви клетки обаче се сблъскаха с ограничения поради перовскитния слой, който претърпява значителни загуби на ефективност, когато е проектиран да абсорбира предимно сините и зелените сегменти на слънчевия спектър. За да преодолеем това, ние внедрихме нов пасивационен слой върху перовскита, който смекчава дефектите на материала и подобрява цялостната производителност на клетката.“


Време на публикуване: 12 декември 2024 г.