Zdroj: eurekalert.org
Zatiaľ čo kremík premieňa väčšinou červené časti slnečného žiarenia na elektrickú energiu, zlúčeniny perovskitu primárne využívajú modré časti spektra. Tandemový solárny článok vyrobený zo stohovaného kremíka a perovskitu tak dosahuje podstatne vyššiu účinnosť ako každý jednotlivý článok sám.
Bernd Stannowski z inštitútu HZB PVcomB a prof. Steve Albrecht, ktorý v spoločnosti HZB vedie skupinu Helmholtz Young Investigator Group (YIG), už niekoľkokrát spoločne pripravili nové záznamy pre monolitické tandemové solárne články. Na konci roku 2018 tím predstavil tandemový solárny článok vyrobený z kremíka s perovskitom na báze halogenidu kovu, ktorý dosiahol účinnosť 25,5%. Potom spoločnosť Oxford Photovoltaics Ltd. oznámila hodnotu 28 percent.
Tím HZB teraz môže nahlásiť ďalší záznam. Hodnota 29,15% bola certifikovaná Fraunhoferovým inštitútom pre solárne energetické systémy (ISE) v piatok 24. januára a teraz sa zobrazuje v tabuľkách Národného laboratória pre obnoviteľné zdroje energie (NREL), USA. Graf NREL sleduje stúpajúcu úroveň účinnosti pre takmer všetky typy solárnych článkov od roku 1976. Zlúčeniny perovskitu sú zahrnuté iba od roku 2013 - a účinnosť tejto triedy materiálu sa odvtedy zvýšila viac ako v ktoromkoľvek inom materiáli.
„V spolupráci so skupinou prof. Vytautas Getautis (Kaunas University of Technology) sme pre túto bunku vyvinuli špeciálnu kontaktnú vrstvu elektród a vylepšili sme medzivrstvy,“ vysvetľujú Eike Köhnen a Amran Al-Ashouri, doktorandi skupiny Albrecht. Nová kontaktná vrstva elektród tiež umožnila zlepšenie zloženia zlúčeniny perovskitu v laboratóriu HZB HySPRINT. Táto zlúčenina je teraz stabilnejšia, keď je osvetlená v tandemovom solárnom článku a zlepšuje rovnováhu elektrických prúdov, ktoré prispievajú horné a dolné články. Silikónová spodná bunka pochádza zo skupiny Stannowski a má špeciálnu vrchnú vrstvu z oxidu kremičitého na optické spojenie horných a spodných buniek.
Všetky procesy použité na realizáciu tejto bunky s centimetrom štvorcových centimetrov sú tiež v zásade vhodné pre veľké plochy povrchu. Zvyšovanie pomocou procesov vákuového vylučovania je veľmi sľubné, ako už ukázali počiatočné testy.
Realistický praktický limit účinnosti pre tandemové články vyrobené z kremíka a perovskitu je asi 35 percent. Ďalej tím HZB chce prelomiť 30 percentnú bariéru efektívnosti. Albrecht vysvetľuje, že počiatočné nápady týkajúce sa tohto problému sú už predmetom diskusie.
