Zdroj: scitechdaily.com
Andreas Distler (ZAE Bayern) so solárnym modulom organického záznamu v solárnej továrni budúcnosti. V pozadí je pilotná linka pre tlačené tenkovrstvové fotovoltaiky.
Výskumný tím v Norimbergu a Erlangene vytvoril nový rekord v účinnosti premeny energie organických fotovoltaických modulov (OPV). Vedci z Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Bavorské centrum pre aplikovaný výskum energie (ZAE) a Helmholtzov inštitút Erlangen-Nürnberg pre obnoviteľné zdroje energie (HI ERN), pobočka Forschungszentrum Jülich, v spolupráci s Juhočínska technologická univerzita (SCUT) navrhla modul OPV s účinnosťou 12,6 percenta na ploche 26 štvorcových centimetrov. Bývalý svetový rekord 9,7 percenta bol prekročený o 30 percent.
Toto je najvyššia hodnota účinnosti, ktorá sa kedy zaznamenala pre organický fotovoltaický modul. Potvrdilo to to certifikované kalibrované meranie za štandardných skúšobných podmienok nezávislým certifikačným laboratóriom Fraunhofer ISE (Freiburg) v septembri 2019. Viacbunkový modul bol vyvinutý v Solar Factory of the Future v Energie Campus Nürnberg (EnCN) v náterové laboratórium s jedinečnou pilotnou líniou megawattov pre tenkovrstvovú fotovoltaiku, ktoré bolo navrhnuté a realizované s finančnou podporou Bavorského ministerstva hospodárstva.
„Tento prielom ukazuje, že Bavorsko nie je len lídrom v rozvoji fotovoltaických zariadení, ale zaujíma tiež vedúce postavenie vo vývoji budúcich technológií,“ zdôrazňuje Hubert Aiwanger, bavorský štátny minister hospodárstva, regionálneho rozvoja a energetiky.
Organické solárne články sa zvyčajne skladajú z dvoch rôznych organických zložiek, ktoré majú potrebné polovodičové vlastnosti. Na rozdiel od bežne používaného kremíka, ktorý sa vyrába energeticky náročnými procesmi topenia, sa organické materiály môžu nanášať priamo z roztokov na nosný film alebo sklenený nosič.
Na jednej strane to znižuje výrobné náklady, na druhej strane použitie flexibilných, ľahkých materiálov umožňuje nové aplikácie, ako sú mobilné zariadenia alebo odevy, aj keď účinnosť ešte nie je porovnateľná s tradičnými kremíkovými solárnymi článkami.
„Tento medzník vo výskume organických polovodičov ukazuje, že najnovší vývoj výkonu s certifikovanou účinnosťou buniek nad 16 percent sa neobmedzuje iba na laboratórne meradlo, ale je pripravený na rozšírenie na úroveň prototypových modulov,“ vysvetľuje Prof. Christoph Brabec z FAU. , riaditeľ spoločnosti HI ERN a vedecký riaditeľ spoločnosti Solar Factory of the Future, výskumnej skupiny spoločnosti ZAE Bayern.
Vďaka ich konštrukcii je účinnosť kompletných fotovoltaických modulov vždy o niečo nižšia ako účinnosť jednotlivých článkov. Napríklad časť oblasti modulov je vždy neaktívna, pretože sa používa na prepojenie jednotlivých buniek. So zväčšujúcou sa oblasťou modulu sa tiež zvyšujú straty spôsobené elektrickým odporom elektród.
Záznamový modul sa skladá z dvanástich sériovo spojených buniek a má faktor geometrickej výplne vyše 95 percent. Táto časť oblasti modulov aktívne prispieva k výrobe energie. Vďaka svojej aktívnej oblasti dosahuje modul dokonca účinnosť 13,2 percenta. Minimalizácia neaktívnych oblastí sa dosiahla pomocou laserového štruktúrovania s vysokým rozlíšením, ako bolo vyvinuté a optimalizované v posledných rokoch v „Solárnej továrni budúcnosti“.
