Фокус на ефикасност: Тандем соларни ќелии базирани на халкогенид и органски материјали

Зголемувањето на ефикасноста на сончевите ќелии за да се постигне независност од изворите на енергија од фосилни горива е примарен фокус во истражувањето на сончевите ќелии. Тим предводен од физичарот д-р Феликс Ланг од Универзитетот во Потсдам, заедно со проф. Леи Менг и проф. Јонгфанг Ли од Кинеската академија на науките во Пекинг, успешно интегрира перовскит со органски апсорбери за да развие тандем сончева ќелија која постигнува рекордни нивоа на ефикасност, како што е објавено во научното списание „Nature“.

Овој пристап вклучува комбинација од два материјали кои селективно апсорбираат кратки и долги бранови должини - поточно, сино-зелените и црвените/инфрацрвените региони на спектарот - со што се оптимизира искористувањето на сончевата светлина. Традиционално, најефикасните компоненти за апсорпција на црвена/инфрацрвена светлина во сончевите ќелии доаѓаат од конвенционални материјали како силициум или CIGS (бакар индиум галиум селенид). Сепак, овие материјали обично бараат високи температури на обработка, што резултира со значителен јаглероден отпечаток.

Во нивната неодамнешна публикација во Nature, Ланг и неговите колеги спојуваат две ветувачки технологии за соларни ќелии: перовскитни и органски соларни ќелии, кои можат да се обработуваат на пониски температури и да имаат намалено влијание на јаглерод. Постигнувањето импресивна ефикасност од 25,7% со оваа нова комбинација беше предизвикувачка задача, како што забележа Феликс Ланг, кој објасни: „Овој пробив беше овозможен само со комбинирање на два значајни напреднатости“. Првиот пробив беше синтезата на нова органска соларна ќелија што апсорбира црвена/инфрацрвена светлина од страна на Менг и Ли, која ја проширува својата способност за апсорпција понатаму во инфрацрвениот опсег. Ланг понатаму разработи: „Сепак, тандем сончевите ќелии се соочија со ограничувања поради перовскитниот слој, кој трпи значителни загуби во ефикасноста кога е дизајниран да ги апсорбира првенствено сините и зелените сегменти од сончевиот спектар. За да го надминеме ова, имплементиравме нов слој за пасивација на перовскитот, кој ги ублажува дефектите на материјалот и ги подобрува целокупните перформанси на ќелијата“.