Forrás: eurekalert.org
Míg a szilícium elsősorban a napfény piros részeit villamos energiává alakítja, addig a perovsztok vegyületek elsősorban a spektrum kék részeit hasznosítják. Halmozott szilíciumból és perovszkiteből készült tandem napelemek tehát szignifikánsan nagyobb hatékonyságot érnek el, mint az egyes cellák önmagukban.
Bernd Stannowski, a PVcomB HZB Intézet professzora és Steve Albrecht, aki a HZB Helmholtz fiatal nyomozócsoportját (YIG) vezette, már több alkalommal közösen új rekordokat állítottak fel a monolit tandem napelemek számára. 2018 végén a csoport egy szilikonból készült, fém-halogenid-perovszkittos napelemet mutatott be, amelynek hatékonysága 25,5% volt. Aztán az Oxford Photovoltaics Ltd. bejelentette, hogy 28 százalékos értéket képvisel.
Most a HZB csapata jelentheti a következő rekordot. A 29,15 százalékos értéket a Fraunhofer Napenergia Rendszer Intézete (ISE) hitelesítette január 24-én, pénteken, és most megjelenik az Egyesült Államok Nemzeti Megújulóenergia-laboratóriumának (NREL) térképén. Az NREL-diagram 1976 óta követi a szinte minden típusú napelem elem növekvő hatékonyságát. A Perovskite vegyületeket csak 2013 óta veszük figyelembe - és az anyag osztályának hatékonysága azóta jobban nőtt, mint bármely más anyagnál.
"Kifejlesztettünk egy speciális elektróda érintkező réteget ehhez a cellához, prof. Vytautas Getautis (Kaunas University of Technology) csoportjával együttműködve, és továbbfejlesztettük a közbenső rétegeket" - magyarázza Eike Köhnen és Amran Al-Ashouri, az Albrecht csoport doktori hallgatói. Az új elektróda érintkező réteg lehetővé tette a perovszkite vegyület összetételének javítását a HZB HySPRINT laboratóriumban. Ez a vegyület most stabilabb, ha világít a tandem napelemben, és javítja az elektromos áramok egyensúlyát a felső és az alsó cellák. A szilícium alsó cella a Stannowski csoportból származik, és rendelkezik egy speciális szilícium-oxid felső réteggel a felső és az alsó cella optikai összekapcsolására.
Az egy négyzetcentiméter cella megvalósításához használt összes eljárás elvileg alkalmas nagy felületekre is. A skálázás vákuumos lerakódási folyamatok segítségével nagyon ígéretes, ahogy az kezdeti tesztek már rámutattak.
A szilíciumból és perovszkiteből készült tandem cellák reális gyakorlati hatékonysági határértéke körülbelül 35%. Ezután a HZB csapata meg akarja szüntetni a 30% -os hatékonysági akadályt. Albrecht kifejti, hogy ennek kezdeti ötleteit már vitatják.
