Novi tip solarnih ćelija je probio teorijsku granicu efikasnosti ćelija na bazi silicijuma, što bi nam moglo omogućiti da prikupimo više energije od sunčeve svjetlosti.
Skoro sve komercijalne solarne ćelije su napravljene od silicijuma. One mogu pretvoriti mali raspon sunčeve svjetlosti u električnu energiju. Svjetlost koja je daleko izvan ovog raspona ili prolazi direktno ili se gubi kao toplota, što silicijumskim ćelijama daje teorijsku granicu efikasnosti od oko 29,4 odsto.
Ovaj raspon se u principu može prekoračiti ako se na vrh silicijumskog sloja stavi drugi materijal koji generiše električnu energiju iz svjetlosti u drugom frekventnom rasponu. Perovskit, kristal titanijuma i kalcijuma, je pogodan za ovo jer bolje apsorbuje svjetlost koja je blizu infracrvenog spektra, ali se pokazalo da je teško manipulisati njime. To se dešava zbog pogrešno usmjerenih elektrona koji se ponovo apsorbuju u kristalu prije nego što se pretvore u struju.
Međutim, sada su dvije istraživačke grupe pronašle načine kako da kombinuju perovskit sa silicijumom i postignu veću efikasnost.
Da bi silicijum i perovskit funkcionisali zajedno, Ksin-Ju Čin i njegove kolege sa Švajcarskog saveznog tehnološkog instituta u Lozani, koristili su proces u dva koraka. Silicijumska ćelija je prvo obložena čvrsto prijanjajućim slojem prekursorskih hemikalija, prije nego što se doda drugi sloj hemikalija da bi se prekursor pretvorio u perovskit. Ovaj proces stvara manje defekata na interfejsu silicijum-perovskit, kaže Čin, i stoga povećava broj elektrona dostupnih za struju. Efikasnost opreme tima je 31,2 odsto.
U posebnoj studiji, Silvija Marioti iz istraživačkog centra Helmholtz-Zentrum iz Berlina i njene kolege su ubrizgale tečni piperazinijum jodid u sloj perovskita, koji takođe smanjuje jednosjmerne elektrone, postižući efikasnost od 32,5 procenata.
„Efikasnost je fenomenalna“, kaže Kajl Frona sa Univerziteta u Kembridžu. Međutim, ove brojke su trenutno ograničene na veličine mnogo manje od veličina solarnih ćelija koje su potrebne za komercijalnu upotrebu.
U maju je solarna firma Okford PV pokazala da se tandem ćelije perovskit-silicijum mogu proizvoditi u skali spremnim za proizvodnju, iako je njihov nivo efikasnosti bio nešto manji od 28 procenata.
„Ako možemo da ih napravimo u velikom obimu, kao što su neke kompanije uspjele, to je sjajno“, kaže Frohna. „Jedino upozorenje je da želimo da budemo sigurni da su dovoljno stabilni da traju dugo vremena”, dodaje ona.
Prir. N.B.
Izvor: www.newscientist.com
Naslovna fotografija: Freepik
