Νέα έρευνα θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη στη μαζική αγορά

Νέα έρευνα θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη στη μαζική αγορά
Πέμπτη, 22/12/2022 - 08:08

Οι ερευνητές του Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) ανέφεραν ένα νέο παγκόσμιο ρεκόρ για ηλιακές κυψέλες tandem που αποτελούνται από μια κάτω κυψέλη πυριτίου και μια πάνω κυψέλη περοβσκίτη. Η νέα ηλιακή κυψέλη tandem μετατρέπει το 32,5% της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια.

Το ινστιτούτο πιστοποίησης European Solar Test Installation (ESTI) στην Ιταλία μέτρησε την κυψέλη tandem και επιβεβαίωσε επίσημα την τιμή αυτή, η οποία περιλαμβάνεται επίσης στον πίνακα τεχνολογιών ηλιακών κυττάρων του National Renewable Energy Lab των ΗΠΑ.

Οι επιστήμονες του HZB μπόρεσαν να βελτιώσουν σημαντικά την απόδοση των ηλιακών κυψελών tandem περοβσκίτη/πυριτίου. Ο καθηγητής Στιβ Άλμπρεχτ δήλωσε ότι «πρόκειται για ένα πραγματικά μεγάλο άλμα προς τα εμπρός, το οποίο δεν είχαμε προβλέψει πριν από λίγους μήνες. Όλες οι εμπλεκόμενες ομάδες στο HZB, ιδίως το Κέντρο Ικανότητας Φωτοβολταϊκών (PVComB) και οι ομάδες του εργαστηρίου καινοτομίας HySPRINT συνεργάστηκαν με επιτυχία και πάθος».

Η ομάδα του καθηγητή Άλμπρεχτ χρησιμοποίησε μια προηγμένη σύνθεση περοβσκίτη με μια πολύ έξυπνη τροποποίηση διεπαφής. Ανέπτυξαν μια τροποποίηση διεπιφάνειας για τη μείωση των απωλειών επανασυνδυασμού φορέων φορτίου και εφάρμοσαν λεπτομερή ανάλυση για να κατανοήσουν τις ειδικές ιδιότητες της τροποποίησης διεπιφάνειας. Αυτές οι εξελίξεις εφαρμόστηκαν στη συνέχεια με επιτυχία σε ηλιακές κυψέλες tandem, και συνδυάστηκαν με περαιτέρω οπτικές βελτιώσεις.

Επιπλέον, πολλοί ακόμη επιστήμονες και τεχνικοί βοήθησαν στην ανάπτυξη και κατασκευή των κυψελών tandem για την επίτευξη αυτής της επιτυχίας. Συνολικά, οι τροποποιήσεις της διεπαφής και της οπτικής επέτρεψαν τις υψηλότερες φωτοβολταϊκές τάσεις (τάση ανοιχτού κυκλώματος) και οδήγησαν στο νέο ρεκόρ απόδοσης για αυτή τη συναρπαστική τεχνολογία tandem.

Υπάρχει μια συνεχής ανάπτυξη της απόδοσης από διάφορα ερευνητικά ινστιτούτα και εταιρείες τα τελευταία χρόνια και ειδικά ο τελευταίος μήνας ήταν αρκετά συναρπαστικός για τον τομέα: Διάφορες ομάδες από το HZB είχαν επιτύχει μια τιμή ρεκόρ στα τέλη του 2021 με απόδοση 29,8% που πραγματοποιήθηκε με περιοδικές νανομειώσεις. Πιο πρόσφατα, το καλοκαίρι του 2022, η Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Ελβετίας, ανέφερε για πρώτη φορά μια πιστοποιημένη κυψέλη tandem πάνω από το φράγμα του 30% με 31,3%, η οποία αποτελεί ένα αξιοσημείωτο άλμα απόδοσης σε σχέση με την τιμή του 2021.

Τα αποτελέσματα αυτά μένει να φανούν αν θα αποτελέσουν κίνητρο για επενδύσεις κι αν η μαζική παραγωγή μπορεί να μειώσει το κόστος ώστε να προκαλέσει εμπορικό ενδιαφέρον.

Οι κυψέλες με βάση τον περοβσκίτη δεν είναι πραγματικά έτοιμες για τη μαζική αγορά προς το παρόν, αλλά αυτή η είδηση θα μπορούσε πιθανώς να υποκινήσει λίγο περισσότερο την «απομάκρυνση του μολύβδου», το βασικό ζήτημα της ανακύκλωσης που προσπαθεί να λύσει η έρευνα για τον περοβσκίτη.