Nov rekordni mejnik je postavil Marko Jošt s sodelavci laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko (LPVO) Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani pod vodstvom profesorja. Marka Topiča.

V zaključku svojega podoktorskega usposabljanja na Helmholtz Zentrum Berlin je Marko Jošt s sodelavci izdelal perovskitno-CIGS tandemsko sončno celico z do zdaj največjo, 24,2-odstotno učinkovitostjo pretvorbe svetlobne energije v električno. Sodelavci iz LPVO so izvajali optimizacijo z optičnimi simulacijami. Učinkovitost so potrdili v neodvisnem laboratoriju CalLab na Frauenhoferjevem inštitutu ISE.

Tandemska celica je sestavljena iz perovskitne zgornje celice in spodnje celice na osnovi halkopiritnega materiala CIGS. Za to kombinacijo je 24,2 odstotka najvišja učinkovitost pretvorbe do zdaj, so sporočili s fakultete za enektrotehniko. 

Najučinkovitejše perovskitne tandemske sončne celice so sicer perovskitno-silicijeve, a imajo perovskitno-CIGS določene prednosti, saj so izredno tanke, tanjše od treh milimetrov, zato jih lahko naredijo upogljive, poleg tega so zaradi dobre odpornosti na visokoenergijsko sevanje primerne tudi za uporabo v vesolju, so še pojasnili.

Razvoj te rekordne celice so opravili v okviru bilateralnega nemško-slovenskega projekta TAPAS, rezultate raziskave pa objavili v prestižni reviji ACS Energy Letters, ki spada med pet najboljših mednarodnih znanstvenih revij s področja energetike in nanoznanosti.

Foto: arhiv fakulteta za elektrotehniko sončne celice V članku, prvopodpisani je Marko Jošt, soavtorji pa so mlada raziskovalka Špela Tomšič ter profesorja Benjamin Lipovšek in  Marko Topič, so predstavili izdelavo tandemske sončne celice in smernice za nadaljnje izboljšanje učinkovitosti pretvorbe. Pri tem so se oprli na optične simulacije, s katerimi so optimizirali debeline posameznih plasti v strukturi celice, ki omogočajo maksimalno in uravnoteženo absorpcijo sončne svetlobe v zgornji in spodnje celici. Na podlagi izračunov napovedujejo, da bo optimalno zasnovana celica lahko dosegla učinkovitost pretvorbe do 32 odstotkov.

Rezultati so pokazali tudi, da z integracijo CIGS sončne celice v tandemsko celico izboljšamo letni energijski donos za več kot 50 odstotkov. „S pomočjo modela za izračun energijskega donosa, ki so ga razvili v LPVO, lahko tako natančno ovrednotimo potencial enospojnih in tandemskih sončnih celic ter prednost teh v fotonapetostnih elektrarnah pri proizvodnji električne energije,“ so povedali na fakulteti za elektrotehniko. 

Nov, pravkar objavljeni rekord, pa ni edini mejnik, ki so ga dosegli. V LPVO so leta 2018 razvili in izdelali perovskitno-silicijevo sončno celico z rekordno učinkovitostjo 25,5 odstotka, leta 2020 pa so sodelovali pri razvoju nove rekordne celice enake tehnologije z učinkovitostjo pretvorbe 29,2 odstotka. 

Fotografija je simbolična.

Ni denarja? To o subvencijah za sončne elektrarne sporočajo z ministrstva