Forrás: scitechdaily.com
Dr. Andreas Distler (ZAE Bayern) az organikus rekordú napelem modullal a jövő napenergia gyárában. A háttérben a vékony film fotovoltaikus elemek nyomtatására szolgáló kísérleti vonal.
Nürnbergi és Erlangen kutatócsoport új rekordot állított fel az organikus fotovoltaikus modulok (OPV) energiaátalakítási hatékonyságáról. A Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), a Bajor Alkalmazott Energia Kutatási Központ (ZAE) és a Helmholtz Erlangen-Nürnberg Megújuló Energia Intézet (HI ERN), a Forschungszentrum Jülich fióktelepének együttműködésével A Dél-Kínai Műszaki Egyetem (SCUT) egy 26 négyzetcentiméteres területen 12,6 százalékos hatékonyságú OPV modult tervezett. A korábbi 9,7 százalékos világrekordot 30 százalékkal haladták meg.
Ez a legmagasabb hatékonysági érték, amelyet valaha jelentettek egy organikus fotovoltaikus modul esetében. Ezt a Fraunhofer ISE (Freiburg) független tanúsító laboratóriuma hitelesített kalibrált méréssel, standard vizsgálati körülmények között, 2019 szeptemberében igazolta. A többsejtes modult a Jövő napenergia gyárában fejlesztették ki a Nürnbergi Energie Campusban (EnCN). bevonó laboratórium egyedülálló megawatt teljesítményű vékonyréteg-fotovoltaikus kísérleti vonallal, amelyet a bajor gazdasági minisztérium pénzügyi támogatásával terveztek és hajtottak végre.
„Ez az áttörés azt mutatja, hogy Bajorország nemcsak a fotovoltaikus berendezések fejlesztésének vezető szerepet játszik, hanem vezető szerepet tölt be a jövőbeni technológiák fejlesztésében is” - hangsúlyozza Hubert Aiwanger, a bajor állam gazdasági, regionális fejlesztési és energiaügyi minisztere.
A szerves napelemek általában két különféle szerves alkotóelemből állnak, amelyek rendelkeznek a szükséges félvezető tulajdonságokkal. Ellentétben a szokásosan használt szilíciummal, amelyet energiaigényes olvasztási eljárásokkal állítanak elő, a szerves anyagokat közvetlenül az oldatokból felhordhatják hordozófóliára vagy üveghordozóra.
Egyrészt ez csökkenti a gyártási költségeket, másrészt a rugalmas, könnyű anyagok használata új alkalmazásokat tesz lehetővé, például mobil eszközöket vagy ruházatot, még akkor is, ha a hatékonyság még nem hasonlítható össze a hagyományos szilícium napelemekkel.
"Ez a mérföldkő a szerves félvezetők kutatásában azt mutatja, hogy a legfrissebb teljesítményfejlesztések, amelyek hitelesített sejthatékonysága meghaladja a 16 százalékot, nem korlátozódnak a laboratóriumi léptékre, hanem készen állnak a prototípus modulok szintjére való méretezésre is" - magyarázza Christoph Brabec, a FAU. , a HI ERN igazgatója és a ZAE Bayern kutatócsoportjának a Jövő Solar Factory-jének tudományos igazgatója.
Tervezésük miatt a teljes fotovoltaikus modulok hatékonysága mindig valamivel alacsonyabb, mint az egyes celláké. Például a modulterület egy része mindig inaktív, mivel azt az egyes cellák összekapcsolására használják. A növekvő modulterülettel az elektródák elektromos ellenállása által okozott veszteségek is növekednek.
A rekordmodul tizenkét sorosan összekapcsolt cellából áll, és geometriai kitöltési tényezője meghaladja a 95% -ot. A modulterület ezen része aktívan hozzájárul az energiatermeléshez. Aktív területe szempontjából a modul akár 13,2 százalékos hatékonyságot is elérhet. Az inaktív területek minimalizálását nagy felbontású lézerszerkesztéssel értük el, amelyet az utóbbi években fejlesztettek ki és optimalizáltak a „Future Solar Factory” -ben.
