Aurinkokennot tavoittelevat 30 %

Sveitsiläisen EPFL:n tutkijat ovat yhdistäneet pii- ja perovskiittipohjaisia aurinkokennotekniikkaa. Tuloksena oleva 25,2 prosentin tehokkuus on ennätys tällaisille tandemmoduuleille.

Heidän innovatiivinen, mutta yksinkertainen valmistusmenetelmä voidaan integroida suoraan olemassa oleviin tuotantolinjoihin ja muuntotehokkuus voi lopulta nousta yli 30 %.

Vuosikymmenien tutkimusten ja investointien jälkeen piipohjaiset aurinkokennot ovat lähellä niiden maksimaalista teoreettista tehokkuutta. Joten uusia ratkaisuja etsitään. Yksi ratkaisu on tehdä "kahden liitoksen" kennoja, mutta tyypillisesti ne ovat kalliita.

Nyt Neuchâtelin tutkimusryhmät - EPFL:n Photovoltaics Laboratory ja CSEM PV-keskus - ovat kehittäneet taloudellisesti kilpailukykyisen ratkaisun. Ne ovat integroineet perovskiittikennon suoraan piipohjaisen kennon päälle ja saaneet ennätystehokkuuden 25,2%.

Heidän tuotantomenetelmänsä on lupaava, koska se lisäisi vain muutaman ylimääräisen vaiheen nykyiseen piikennojen tuotantoprosessiin. Myös perovskiitti on yksi edullisempaa tekniikkaa tavoitteleva tutkimussuunta.

Tandem kennoissa perovskiitti täydentää piitä: se muuntaa sinisen ja vihreän valon tehokkaammin, kun taas pii on parempi muuntamaan punaista ja infrapunavaloa. "Yhdistämällä nämä kaksi materiaalia voimme maksimoida auringon spektrin käytön ja lisätä tuotetun tehon määrää. Laskelmat ja työ, joita olemme tehneet, osoittavat, että 30 prosentin tehokkuus on pian mahdollista", uskovat tutkimuksen keskeiset tekijät Florent Sahli ja Jérémie Werner.

Kuitenkin tehokkaan tandem-rakenteen luominen päällekkäisillä kahdella materiaalilla ei ole helppoa. Pienistä valoa ansoittavista ja heijastumia estävistä pyramideista muodostuvan piikennon päällystäminen tasalaatuisella perovskiittikalvo on vaikea prosessi.

Kun perovskiitti saostetaan tavallisesti nestemäisessä muodossa, se vain valuu pyramidien väliin. Nyt tutkijat tuottivat epäorgaanisen töhnän pohjakerrokseksi, jopa pidättää nestemäisen orgaanisen liuoksen paikallaan. Sitten rakenne lämmitetään suhteellisen alhaiseen 150 °C lämpötilaan, mikä kiteyttää perovskiittikalvon piipyramidit peittäen.

Aiheesta aiemmin:

Perovskiittinen aurinkokenno hätyyttelee piikennoja