Vir: eurekalert.org
Medtem ko silicij pretvori večinoma rdeče dele sončne svetlobe v električno energijo, perovskitne spojine uporabljajo predvsem modre dele spektra. Tandemska sončna celica iz zloženega silicija in perovskita tako dosega bistveno večjo učinkovitost kot vsaka posamezna celica.
Profesor Bernd Stannowski z Inštituta HZB PVcomB in prof. Steve Albrecht, ki je vodil Helmholtz Young Investig Group (YIG) pri HZB, sta že večkrat skupaj postavila nove rekorde za monolitne tandemske sončne celice. Konec leta 2018 je ekipa predstavila tandemsko sončno celico iz silicija s kovinsko-halidnim perovskitom, ki je dosegla učinkovitost 25,5 odstotka. Nato je družba Oxford Photovoltaics Ltd. napovedala vrednost 28 odstotkov.
Zdaj lahko ekipa HZB poroča o naslednjem zapisu. Vrednost 29,15 odstotka je v petek, 24. januarja, potrdil Fraunhoferjev inštitut za sisteme sončne energije (ISE) in je zdaj na lestvicah Nacionalnega laboratorija za obnovljivo energijo (NREL), ZDA. Tabela NREL spremlja naraščajoče stopnje učinkovitosti skoraj vseh vrst sončnih celic od leta 1976. Perovskitne spojine so vključene šele od leta 2013 - in učinkovitost tega razreda materiala se je od takrat povečala bolj kot pri katerem koli drugem materialu.
"Za to celico smo razvili poseben kontaktni sloj elektrode v sodelovanju s skupino prof. Vytautasa Getautisa (Kaunas University of Technology) in tudi izboljšali vmesne sloje," pojasnjujeta Eike Köhnen in Amran Al-Ashouri, doktorska študenta v skupini Albrecht. Nova kontaktna plast elektrode je omogočila tudi izboljšanje sestave perovskitne spojine v laboratoriju HZB HySPRINT. Ta spojina je zdaj bolj stabilna, ko se osvetli v tandemski sončni celici in izboljša ravnotežje električnih tokov, ki jih prispevajo zgornja in spodnja celica. Silikonska spodnja celica prihaja iz skupine Stannowski in ima poseben zgornji sloj silicijevega oksida za optično spajanje zgornje in spodnje celice.
Vsi procesi, ki se uporabljajo za realizacijo te kvadratne centimetrske celice, so načeloma primerni tudi za velike površine. Povečanje s pomočjo vakuumskih nanosov je zelo obetavno, kot so že pokazali začetni preskusi.
Realna meja praktične učinkovitosti za tandemske celice iz silicija in perovskita je približno 35 odstotkov. Nato želi ekipa HZB prebiti 30-odstotno oviro učinkovitosti. Albrecht pojasnjuje, da se o začetnih idejah za to že razpravlja.
