Vědci z Korejského institutu energetického výzkumu (KIER) vyvinuli poloprůhledné solární články na bázi perovskitu, které vykazují rekordní účinnost přeměny energie 21,68 %. Tyto články lze použít například jako okna budov nebo s tandemovými solárními články. V porovnání s jinými solárními články na bázi perovskitu prokázaly také lepší životnost. Podrobnosti přináší web Interesting Engineering.
Vysoce účinné solární články jsou nezbytné, pokud chce svět postupně snižovat svou závislost na fosilních palivech. Konvenčně používané solární články mají účinnost přeměny energie pouze okolo 20 %, což znamená, že neumíme využít 80 % světla dopadajícího na stávající solární infrastrukturu.
Rekordní poloprůhledné solární články
Vědci pracují na zvýšení účinnost přeměny solární energie na elektřinu použitím materiálů, jako jsou perovskity. Jedním z možných přístupů je získávání energie ze slunce prostřednictvím skleněných fasád a oken, které by mohly fungovat jako fotovoltaické panely.
Tým z oddělení výzkumu fotovoltaiky spolu s laboratoří Energy AI and Computational Science Lab na KIER nyní tyto dva přístupy zkombinoval a vytvořil odolný perovskitový článek, který je zároveň velice účinný. Zásadní novinkou je nahrazení kovových elektrod, které činí běžné solární články neprůhlednými, průhlednými elektrodami propouštějícími světlo.
Ačkoli to může znít jako jednoduchá věc, mají tyto změny v konečném důsledku nepříznivý účinek. Solární článek s průhlednými elektrodami totiž přijímá vysokoenergetické částice, které způsobují zhoršení výkonnosti. Ve snaze se zabránit zhoršení výkonu byla jako mezivrstva použita vrstva oxidu kovu.
Díky spolupráci s laboratoří pro energetiku, umělou inteligenci a výpočetní vědu se podařilo odhalit příčinu zhoršení výkonu a zjistit, že tento problém může pomoci vyřešit lithium. Výsledný solární článek dosáhl účinnosti 21,68 %, což je dosud nejvyšší hodnota zaznamenaná u průhledných solárních článků.
Vyznačuje se vysokou odolností
Vědci dále ověřili stabilitu solárního článku tak, že ho skladovali 400 hodin ve tmě a testovali při více než 240 hodinách nepřetržitého provozu. Následně použili nově vyvinutý solární článek jako vrchní vrstvu v tandemových solárních článcích, což umožňuje, aby dvoufázový solární článek pracoval s využitím světla z přední i zadní strany.
„Tato studie představuje významný pokrok v oboru tím, že zkoumá proces degradace na rozhraní organické sloučeniny a vrstvy kovového oxidu, což je charakteristické pro poloprůhledné perovskitové solární články,“ uvedl v tiskové zprávě vedoucí projektu v Oddělení výzkumu fotovoltaiky v KIER Ahn Sejin. „Naše řešení je snadno realizovatelné a ukazuje velký potenciál pro budoucí využití vyvinutých technologií.“
Dosavadní výsledky vědeckého bádání byly publikovány v odborném časopise Advanced Energy Materials. Toto periodikum publikuje práce, které se věnují inovacím v materiálech pro solární energii, baterie, palivové články, termoelektriku, piezoelektriku a další oblasti spojené s udržitelnou energií a energetickou účinností.