Marko Jošt, član Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko ljubljanske Fakultete za elektrotehniko, je na podoktorskem usposabljanju na Helmholtz Zentrum Berlin s sodelavci izdelal rekordno tandemsko sončno celico z do zdaj največjo, 25,5-odstotno učinkovitostjo pretvorbe svetlobne energije v električno.
Rezultate raziskav, ki so plod bilateralnega nemško-slovenskega projekta, so Marko Jošt kot prvi avtor, Benjamin Lipovšek, Janez Krč in Marko Topič kot soavtorji, objavili v prestižni reviji Energy and Environmental Science, ki po načinu vrednotenja CiteScore zaseda prvo mesto med 726 mednarodnimi znanstvenimi revijami s področja energije, so sporočili s Fakultete za elektrotehniko.
Tehnološki preboj v fazi intenzivnih raziskav
Najuglednejše raziskovalne skupine po svetu od leta 2015 tekmujejo, kdo bo razvil najučinkovitejšo monolitsko tandemsko sončno celico, torej takšno, ki bo čim več svetlobne energije pretvorila v električno.
Lani je rekord s 23,6-odstotno učinkovitostjo dosegla skupina raziskovalcev z Univerze Stanford, Tehnološkega inštituta Massachusetts (MIT) in Univerze v Oxfordu. Letos junija pa so raziskovalci Švicarskega tehnološkega inštituta (EPFL) in Švicarskega centra za elektroniko in mikrotehnologijo (CSEM) izdelali celico s 25,2-odstotno učinkovitostjo.
Marko Jošt pa je letos oktobra s sodelavci Helmholtz centra v Berlinu in Univerze v Ljubljani dosegel 25,5-odstotno učinkovitost pretvorbe in postavil nov rekord.
Tandemske sončne celice lahko učinkovito pretvorijo velik del sončnega spektra v električno energijo, vendar se del svetlobe odbije in se tako izgubi ter ne pretvori v energijo. Z uporabo nanostruktur se odboj bistveno zmanjša, kar zagotavlja, da v sončno celico vstopi več svetlobe.
Tako visoka prebojna učinkovitost tandemske sončne celice je bila dosežena s teksturirano folijo, izdelano v Laboratoriju za fotovoltaiko in optoelektroniko (LPVO) na ljubljanski Fakulteti za elektrotehniko. Folija zmanjšuje odboj vpadne svetlobe in s sipanjem svetlobe povečuje absorpcijo v tandemski sončni celici.
S fotovoltaiko proti podnebnim spremembam
Marko Topič, predstojnik Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko na Fakulteti za elektrotehniko, je povedal, da »dosežek dokazuje, da je koncept obravnavane tandemske sončne celice uspešen pri povečevanju izkoristka in energijskega izplena fotonapetostnih gradnikov, ki direktno pretvarjajo sončno energijo v električno. Fotovoltaika že dokazuje in še bolj obeta, da bo ključna tehnologija pri transformaciji energetskega sistema in kot nizkoogljična tehnologija prava rešitev v boju proti podnebnim spremembam.«
»Da tandemske sončne celice dosežejo višje učinkovitosti pretvorbe, je pomembno tudi za znižanje cen fotovoltaičnih modulov. Znižanje lahko dosežemo z znižanjem cen izdelkov ali s povečanjem učinkovitosti pretvorbe. Pri silicijevih celicah, ki so trenutno standard v fotovoltaiki, je oboje že na meji možnega. Tandemske celice s perovskitom pa lahko znatno povečajo izkoristek, modul pa se le malenkost podraži,« je pojasnil Marko Jošt.
Tandemske celice so še v fazi raziskav in razvoja. Od industrijske proizvodnje nas loči še kar nekaj časa. »A takšni dosežki kažejo, da so naši cilji realni,« so Joštove besede prenesli v sporočilu Fakultete za elektrotehniko.
