Πηγή: List.solar
Επανάσταση της ηλιακής ενέργειας, οι ερευνητές αποκαλύπτουν ένα tandem κύτταρο CIGS-Perovskite με ρεκόρ 24,6% απόδοση, υπόσχεται ένα φωτεινότερο, βιώσιμο μέλλον για την καινοτομία ανανεώσιμης ενέργειας!
Οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο HZB και Humboldt Berlin έχουν επιτύχει ένα σημαντικό ορόσημο στην ηλιακή ενέργεια με ένα CIGS-Perovskite Tandem Cell που διαθέτει αποδοτικότητα ρεκόρ 24,6%. Αυτή η πρόοδος έχει επαληθευτεί από το Ινστιτούτο Fraunhofer για τα Ηλιακά Ενέργειας. Ο καινοτόμος σχεδιασμός συνδυάζει ένα κελί πυθμένα CIGS με ένα κορυφαίο κύτταρο Perovskite, που επιτυγχάνεται μέσω βελτιστοποιημένων στρωμάτων επαφής μεταξύ των δύο.
Το έργο ήταν μια συνεργατική προσπάθεια που περιλάμβανε τον φοιτητή του Mehlhop και τον ερευνητή του HZB Guillermo Farias Basulto, ο οποίος χρησιμοποίησε προηγμένες τεχνικές εναπόθεσης κενού στην εγκατάσταση Koala της HZB. Ο καθηγητής Rutger Schlatmann υπογράμμισε την τεχνογνωσία της ομάδας, εκφράζοντας την εμπιστοσύνη ότι οι περαιτέρω εξελίξεις θα μπορούσαν να προωθήσουν την αποτελεσματικότητα πέραν του 30% στο μέλλον.
Ποιες καινοτόμες τεχνικές οδήγησαν στην επίτευξη της αποτελεσματικότητας 24,6% στα ηλιακά κύτταρα;
Σχεδιασμός διαδοχικών κυττάρων: Ο καινοτόμος συνδυασμός CIGS (Σεληνίδιο του χαλκού ινδίου γαλλίου) και στρώματα perovskite σε μια διαδοχική διαμόρφωση επιτρέπει την καλύτερη αξιοποίηση του ηλιακού φάσματος, όπου κάθε στρώμα απορροφά διαφορετικά μήκη κύματος πιο αποτελεσματικά.
Βελτιστοποιημένα στρώματα επαφής: Η ομάδα ανέπτυξε βελτιστοποιημένα στρώματα επαφής μεταξύ των κυττάρων CIGS και Perovskite, τα οποία ενισχύουν την αποτελεσματικότητα της μεταφοράς φορτίου και ελαχιστοποιούν τις απώλειες ανασυνδυασμού, ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της συνολικής αποτελεσματικότητας.
Προχωρημένες τεχνικές εναπόθεσης κενού: Η χρήση εξελιγμένων διαδικασιών εναπόθεσης κενού στη μονάδα Koala της HZB επέτρεψε τον ακριβή έλεγχο του πάχους και της ποιότητας των στρώσεων απορροφητή, που είναι κρίσιμη για τη μεγιστοποίηση της απορρόφησης φωτός και των ελαττωμάτων.
Μηχανική διεπαφής υλικού: Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στη μηχανική των διεπαφών μεταξύ των διαφόρων υλικών, τα οποία βελτίωσαν τις ιδιότητες μεταφοράς φωτός και φορτίου, οδηγώντας σε υψηλότερα επίπεδα απόδοσης.
Ενισχυμένες ιδιότητες απορρόφησης φωτός: Τα συγκεκριμένα υλικά που επιλέγονται τόσο για τα CIGS όσο και για τα κύτταρα Perovskite διαθέτουν άριστα χαρακτηριστικά απορρόφησης φωτός, επιτρέποντας να συλληφθεί και να μετατραπεί και να μετατραπεί σε ηλεκτρικό ρεύμα.
Θερμοκρασία και περιβαλλοντική σταθερότητα: Έγιναν σημαντικά βήματα για την αύξηση της σταθερότητας και της ανθεκτικότητας του στρώματος του περοβσκίτη υπό διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τις περιβαλλοντικές συνθήκες, γεγονός που ενισχύει τη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα του ηλιακού κυττάρου.
Συνεργασία με τον ακαδημαϊκό χώρο: Η συνεργασία μεταξύ ερευνητών από το HZB και το Πανεπιστήμιο Humboldt συμβολίζει τη σημασία της διεπιστημονικής συνεργασίας στην ώθηση των ορίων της ηλιακής τεχνολογίας μέσω συνδυασμένης εμπειρογνωμοσύνης στην επιστήμη και τη μηχανική των υλικών.
Ρυθμιστική και δοκιμαστική επικύρωση: Η επίτευξη αξιώσεων αποτελεσματικότητας από ανεξάρτητη επαλήθευση από το Ινστιτούτο Fraunhofer προσδίδει αξιοπιστία στα αποτελέσματα, γεγονός που ενθαρρύνει περαιτέρω επενδύσεις και ενδιαφέρον για προηγμένες ηλιακές τεχνολογίες.
Το μελλοντικό δυναμικό κλιμάκωσης: Οι μεθοδολογίες και τα χρησιμοποιούμενα υλικά μπορούν ενδεχομένως να κλιμακωθούν για την εμπορική παραγωγή, η οποία είναι απαραίτητη για την καθιστώντας τις προηγμένες ηλιακές τεχνολογίες πιο προσιτές και οικονομικά βιώσιμες.
Συνεχιζόμενη έρευνα και ανάπτυξη: Η συνεχής έρευνα σχεδιάζεται να διερευνήσει εναλλακτικά υλικά και διαμορφώσεις που θα μπορούσαν να ενισχύσουν περαιτέρω την αποτελεσματικότητα, με στόχο την υπέρβαση του σημείου απόδοσης 30% στις μελλοντικές επαναλήψεις αυτών των ηλιακών κυττάρων.
