A napelemek hatékonyságának növelése a fosszilis tüzelőanyag-energiaforrásoktól való függetlenség elérése érdekében a napelemkutatás egyik fő célja. A Potsdami Egyetem fizikusa, Dr. Felix Lang vezette csapat, valamint a pekingi Kínai Tudományos Akadémia Lei Meng professzora és Yongfang Li professzora sikeresen integrálta a perovszkitot szerves abszorberekkel, így egy rekordhatékonysági szintet elérő tandem napelemet fejlesztettek ki – közölte a Nature tudományos folyóirat.
Ez a megközelítés két olyan anyag kombinációját foglalja magában, amelyek szelektíven nyelik el a rövid és hosszú hullámhosszakat – konkrétan a spektrum kék/zöld és vörös/infravörös régióit –, ezáltal optimalizálva a napfény hasznosítását. Hagyományosan a napelemek leghatékonyabb vörös/infravörös elnyelő komponensei a hagyományos anyagokból, például a szilíciumból vagy a CIGS-ből (réz-indium-gallium-szelenid) származtak. Ezek az anyagok azonban jellemzően magas feldolgozási hőmérsékletet igényelnek, ami jelentős szénlábnyomot eredményez.
A Nature folyóiratban megjelent friss publikációjukban Lang és kollégái két ígéretes napelem-technológiát egyesítenek: a perovszkitot és a szerves napelemeket, amelyek alacsonyabb hőmérsékleten dolgozhatók fel, és csökkentett szén-dioxid-kibocsátással rendelkeznek. Felix Lang megjegyezte, hogy a lenyűgöző, 25,7%-os hatásfok elérése ezzel az új kombinációval kihívást jelentett, aki kifejtette: „Ez az áttörés csak két jelentős fejlesztés kombinálásával vált lehetővé.” Az első áttörés Meng és Li által előállított új vörös/infravörös abszorbeáló szerves napelem szintézise volt, amely az abszorpciós képességét tovább kiterjeszti az infravörös tartományba. Lang tovább részletezte: „Azonban a tandem napelemek korlátokkal szembesültek a perovszkit réteg miatt, amely jelentős hatékonyságveszteséget szenved el, ha elsősorban a napspektrum kék és zöld szegmenseinek elnyelésére tervezték. Ennek leküzdésére egy újszerű passziváló réteget alkalmaztunk a perovszkiton, amely mérsékli az anyaghibákat és javítja a cella általános teljesítményét.”
Közzététel ideje: 2024. dec. 12.