A perovskit napelemek új mérföldköveket értek el a stabilitás és a hatékonyság terén – Physics World

Jó pár hónap telt el a perovszkit napelemeknél, és három olyan új eredmény született, amelyek megkönnyíthetik ezeknek az új generációs eszközöknek a kereskedelmi forgalomba hozatalát.

Az első eredmény a csak perovszkitot tartalmazó fotovoltaikus (PV) napelemekre vonatkozik. A perovszkit napelemek kezdeti ígéretét régóta rontotta ezeknek a kristályos anyagoknak az instabil természete, amelyek hajlamosak a felületi hibákra, amelyek akadályozzák a töltéshordozók (elektronok és lyukak) áramlását. Bosszantó módon a hő és a nedvesség – mindkettő elkerülhetetlen minden praktikus napelemes készülékben – tovább rontja ezt az instabilitást. Következésképpen a perovszkit napelemek hatékonyságuk körülbelül egyharmadát veszíthetik el néhány száz órás napfénynek való kitettség után.

Tavaly Stefaan de Wolf és munkatársai a King Abdullah Tudományos és Technológiai Egyetemen (KAUST) Szaúd-Arábiában fontos lépést tett a probléma megoldása felé háromdimenziós és kétdimenziós perovszkit kristályokat egyaránt magában foglaló cella megalkotásával. Ez a többdimenziós cella megtartotta kezdeti hatékonyságának 95%-át 1000 órás napfénynek való kitettség után 85°C-os hőmérsékleten és 85%-os relatív páratartalom mellett.

A legutóbbi tanulmányban, amely ben jelent meg Joule, Kai Liu és munkatársai a kínai Fudan Egyetemen és a kanadai Victoria Egyetemen egy kicsit tovább mentek. A cellájuk 98.6 órányi működési teszt után megtartotta kezdeti hatékonyságának 1000%-át, köszönhetően a kémiai bevonatnak, amely kovalens kötéseket hoz létre a perovszkit szerves komponenseivel. A bevonat mögött álló Victoria Egyetem spin-out cége szerint XLYNXEzek a kötések stabilabbá teszik a perovszkitot, ezáltal korlátozzák a hatékonyság, a stabilitás és a teljesítmény veszteségeit.

Csökkennek a tandemsejtek hatékonysági rekordjai

A második ígéretes eredmény az úgynevezett „tandem” napelemek új hatékonysági rekordja, amelyek perovszkitokat kombinálnak szabványos szilíciummal. Április közepén a KAUST kutatói, szintén de Wolf vezetésével, bejelentés hogy egy kísérleti tandemcellát állítottak elő 33.2%-os teljesítményátalakítási hatásfokkal. Ez az érték meghaladja a korábbi 32.5%-os világrekordot, amely az volt 2022 végén játszódik Steven Albrecht és munkatársai a Helmholtz-Zentrum Berlinben.

Bár a KAUST legfrissebb eredményét még nem tették közzé, a csapat szerint a rekordot az Európai Solar Test Installation (ESTI) hitelesítette. A KAUST cella jelenleg is a tetején található Az Egyesült Államok Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriumának (NREL) legjobb kutatási cella hatékonysági diagramja, bár lehet, hogy nem sokáig marad ott, tekintve a versengő kutatócsoportok közelmúltbeli mintáját egymás eredményeit ugrálva.

Szeretné csökkenteni energiaszámláját? Próbálja ki ezeket a rekordméretű napelemeket

A végső új eredmény egy újabb hatékonysági rekord, ezúttal egy kereskedelmi termék, nem pedig egy kísérleti eszköz. Május 24-én a brit székhelyű Oxford PV cég jelentett hogy a németországi Berlin melletti gyártósorán gyártott tandemcella a beeső napenergia 28.6%-át alakította át elektromos árammá. Ez a szám, amelyet a németországi Freiburgban található Fraunhofer ISE szakértői hitelesítettek, jelentősen magasabb, mint a kereskedelmi forgalomban lévő szilíciumcellákra jellemző 22-24%, és 1.5%-kal meghaladja az Oxford PV saját rekordját a gyártósoros készülékek tekintetében. Előre és felfelé!

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoAiStream. Web3 adatintelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• A jövő pénzverése – Adryenn Ashley. Hozzáférés itt.
• Részvények vásárlása és eladása PRE-IPO társaságokban a PREIPO® segítségével. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/perovskite-solar-cells-reach-new-milestones-for-stability-and-efficiency/