Istraživački tim sa Sveučilišta Southwest Petroleum postigao je veliku prekretnicu ufotonaponska tehnologija, povećavajući učinkovitost malih-perovskitnih-silicijskih tandem solarnih ćelija na gotovo 35%. Ova revolucionarna brojka daleko premašuje teoretsku granicu učinkovitosti od 29,4% za tradicionalne pojedinačne-kristalne silikonske ćelije, razbijajući dugo-fizičko usko grlo glavne solarne tehnologije.
Ova nova struktura donosi jedinstvene prednosti spektralne apsorpcije. Gornji sloj perovskita hvata kratko{1}}valnu sunčevu svjetlost uključujući ultraljubičastu i vidljivu svjetlost, dok donji sloj silicija apsorbira zaostalu dugo-valnu infracrvenu svjetlost. Ovaj komplementarni dizajn uvelike smanjuje gubitak svjetlosne energije i maksimizira iskorištavanje solarne energije, nadmašujući konvencionalne silikonske ćelije tipa N- u potencijalu proizvodnje električne energije.
Aktualni industrijski izazovi
Unatoč impresivnim laboratorijskim rezultatima, -komercijalizacija velikih razmjera još uvijek se suočava s istaknutim tehničkim preprekama. Visoka učinkovitost od 35% ostvarena je samo na malim eksperimentalnim uređajima. Povećanje na industrijske-module veličine uzrokovat će očito slabljenje učinkovitosti, zbog neravnomjernog sloja filma i neizbježnih mikro grešaka u proizvodnji velikih-površina.
Dugoročna-stabilnost još je jedan ključni izazov. Perovskitni materijali osjetljivi su na vlagu, kisik i visoke temperature, što otežava ispunjavanje zahtjeva od 25 godina vijeka trajanja vanjskih fotonaponskih elektrana. Osim toga, prilagođena proizvodna oprema i nezreli prateći opskrbni lanci dodatno povećavaju troškove proizvodnje, ometajući promicanje masovne proizvodnje.
Buduća perspektiva industrijskog razvoja
Kratkoročno, tandemske će ćelije dati prioritet visoko{0}}vrijednim segmentiranim scenarijima. S velikom gustoćom snage i laganim značajkama, prvo će se primijeniti u zrakoplovstvu, BIPV-u, komercijalno distribuiranim fotonaponskim uređajima i prijenosnim poljima za pohranu energije, donoseći veće prednosti proizvodnje energije za-troškovno-osjetljive projekte.
Srednjoročno-do-dugoročno, kontinuirano tehnološko ponavljanje potaknut će industrijsku zrelost. Uz optimiziranu tehnologiju pakiranja i nadograđene procese masovne proizvodnje, očekuje se da će se učinkovitost velikih-modula stabilizirati iznad 28%. Industrija će formirati dvostruki obrazac konvencionalnih silicijskih modula za opće scenarije i tandemskih ćelija za-visoka tržišta.
U konačnici, perovskit-silicijska tandem tehnologija će preoblikovati krajolik fotonaponske konkurencije. Preusmjerit će industriju s opake cjenovne konkurencije na tehnološke inovacije-potaknute učinkovitošću, učinkovito potičući globalnu popularizaciju čiste energije i napredak neutralnosti ugljika.