Pri sončnih celicah nov svetovni rekord slovenskih raziskovalcev

Marko Jošt iz Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko (LPVO) Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani je sodeloval pri izdelavi perovskitno-CIGS tandemske sončne celice z do zdaj največjo, 24,2-odstotno certificirano učinkovitostjo pretvorbe svetlobne energije v električno pod standardnimi pogoji. Učinkovitost so potrdili v neodvisnem laboratoriju CalLab na Frauenhoferjevem inštitutu ISE.

Nemško-slovenski projekt

Jošt je s sodelavci izdelal rekordno sončno celico ob koncu podoktorskega usposabljanja na Helmholtz Zentrumu Berlin (HZB). Razvoj sončne celice so opravili v okviru nemško-slovenskega projekta TAPAS. Rezultate raziskav so predstavili v reviji ACS Energy Letters, ki sodi med pet najboljših mednarodnih znanstvenih revij za energetiko in nanoznanost. Pri predstavitvi so kot soavtorji sodelovali mlada raziskovalka Špela Tomšič in profesorja ter Marko Topič. Sodelavci iz LPVO so pri razvoju rekordne celice izvajali optimizacijo z optičnimi simulacijami.

Napovedujejo nov rekord

V članku so avtorji predstavili izdelavo tandemske sončne celice ter podali smernice za nadaljnje izboljšanje učinkovitosti pretvorbe. Pri tem so se oprli na optične simulacije, s katerimi so optimizirali debeline posameznih plasti celice, ki omogočajo maksimalno in uravnoteženo absorpcijo sončne svetlobe v zgornji in spodnji celici. Avtorji članka napovedujejo, da bo optimalno zasnovana celica lahko dosegla učinkovitost pretvorbe do 32 odstotkov.

Tandemska celica je sestavljena iz perovskitne zgornje celice in spodnje celice na osnovi halkopiritnega materiala CIGS. Najučinkovitejše perovskitne tandemske sončne celice so perovskitno-silicijeve, prednost perovskitno-CIGS celic pa je, da so zelo tanke in upogljive. Zaradi dobre odpornosti na visokoenergijsko sevanje so primerne tudi za uporabo v vesolju, so še sporočili s fakultete za elektrotehniko.