Tim istraživača sa Nacionalnog univerziteta Singapura (NUS) postavio je novi rekord u efikasnosti konverzije energije solarnih ćelija napravljenih od perovskita i organskih materijala. Ovaj tehnološki proboj otvara put za fleksibilne, lagane, i ultra tanke fotonaponske ćelije sa niskim cenama koje su idealne za korišćenje za pogonska vozila, čamce, ali i mnoge druge primene.
„Tehnologije za čistu i obnovljivu energiju su izuzetno važne za smanjenje štetnih emisija ugljenika. Solarne ćelije koje direktno pretvaraju sunčevu energiju u električnu su među najperspektivnijim tehnologijama čiste energije. Visoka efikasnost konverzije energije solarnih ćelija je ključna za proizvodnju više električne energije kada se koristi ograničeno područje a to zauzvrat smanjuje ukupne troškove generisanja solarne energije“, objasnio je vodeći istraživač, Hou Yi, profesor na Odseku za hemijsko i biomolekularno inženjerstvo NUS-a.
Povećana efikasnost konverzije energije
„Glavna motivacija ove studije je poboljšanje efikasnosti konverzije energije solarnih ćelija, kombinacije perovskit/organski materijal. U našem najnovijem radu, pokazali smo efikasnost konverzije energije od 23,6% – što je najbolji učinak za ovu vrstu solarnih ćelija do danas“, rekao je dr Chen Wei, naučni saradnik na Odseku za hemijsko i biomolekularno inženjerstvo NUS-a i prvi autor ovog rada.
Ovo dostignuće predstavlja značajan skok u odnosu na trenutnu stopu konverzije energije od oko 20% koju su objavile druge studije o solarnim ćelijama perovskit/organski materijal. Približava se stopi konverzije energije od 26,7% kod silicijumskih solarnih ćelija, što je trenutno dominantna solarna tehnologija kod tržišta solarnih fotonaponskih ćelija.
Ova inovacija je objavljena u časopisu Nature Energy krajem januara. Istraživanje je sprovedeno u saradnji sa naučnicima sa Univerziteta u Hong Kongu.
Novi trendovi u solarnom svetu
Tehnologija solarnih ćelija je poslednjih godina postigla ogroman rast kao održivi izvor energije. Pouzdanost, efikasnost, izdržljivost i cena solarnih ćelija imaju presudan uticaj na potencijal i realizaciju velikih projekata solarne energije širom sveta.
Konvencionalne solarne ćelije koje se koriste u solarnim elektranama zasnovane su na arhitekturi sa jednim spojem. Praktična efikasnost konverzije energije jednospojnih solarnih ćelija je ograničena na oko 27% u industrijskoj proizvodnji. Da bi se pomerile granice proizvodnje solarne energije biće potrebna nova rešenja za solarne ćelije kako bi bolje radile u konverziji energije.
Da bi se efikasnost konverzije energije solarnih ćelija podigla na više od 30%, potrebno je da su naslagani dva ili više slojeva apsorbera (ćelije sa više spojeva). Tandem solarnih ćelija, koje su napravljene korišćenjem dve različite vrste fotonaponskih materijala, su osetljiva i aktuelna oblast istraživanja.
U svom najnovijem projektu, docent Hou i njegov tim otvaraju novi teren u oblasti solarnih ćelija, kombinacije perovskit/organski materijal. Njihovo otkriće otvara vrata kod tandema tankoslojnih solarnih ćelija koje su lagane i savitljive, koje bi mogle imati širok spektar primena, kao što su vozila, čamci i drugi mobilne uređaje koji koriste energiju.
Proboj u efikasnosti konverzije energije
Kombinovana solarna ćelija se sastoji od dve ili više podćelija koje su električno povezane pomoću slojeva međusobnog povezivanja (ICL). ICL igra ključnu ulogu u određivanju performansi uređaja. Efikasan ICL treba da bude hemijski inertan, električno provodljiv i optički transparentan.
Iako je kombinacija solarne ćelije perovskit/organski materijal privlačan za sledeću generaciju tankoslojnih fotonaponski ćelija, njihova efikasnost zaostaje za drugim vrstama solarnih ćelija. Da bi se pozabavili ovim tehnološkim izazovom, docent Hou i njegov tim razvili su novi i efikasan ICL koji smanjuje napon, optičke i električne gubitke unutar ovih solarnih ćelija. Ova inovacija značajno poboljšava efikasnost solarnih ćelija perovskit/organski materijal, postižući stopu konverzije energije od 23,6%.
„Naša studija pokazuje veliki potencijal solarnih ćelija zasnovanih na perovskitu za buduću komercijalnu primenu fotonaponske tehnologije. Nadovezujući se na naše novo otkriće, nadamo se da ćemo i dalje poboljšavati performanse naših solarnih ćelija i unapređivati ovu tehnologiju“, rekao je doc. Hou.
E2 portal (Energija Balkana)
